(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
送電装置から１台又は複数台の受電装置へワイヤレスで電力を伝送するワイヤレス電力伝送システムにおいて、
上記送電装置は、
電気エネルギーを供給する電気エネルギー供給手段と、
上記電気エネルギー供給手段から供給された電気エネルギーを指示された発振周波数の電磁界又は電気エネルギーに変換し発振する発振手段と、
上記発振手段からの電磁界又は電気エネルギーを指示された送電側共振周波数の電磁界エネルギーに変換し送電する送電側共振手段と、
上記各受電装置と情報を授受する送電側送受信手段と、
給電方法を決定すると共に、決定した給電方法に従って各部を制御するものであって、上記発振手段に発振周波数を指示し、上記送電側共振手段に送電側共振周波数を指示し、上記送電側送受信手段から、受電側共振周波数、整流周波数、所要給電量送信要求を送信させる給電制御手段とを備え、
上記各受電装置はそれぞれ、
上記送電装置と情報を授受する受電側送受信手段と、
上記受電側送受信手段から与えられた受電側共振周波数に共振周波数を切り換え、上記送電装置からの電磁界エネルギーを切り換えた共振周波数の電磁界又は電気エネルギーに変換し受電する受電側共振手段と、
受電側送受信手段から与えられた整流周波数に整流周波数を切り換え、上記受電側共振手段からの電磁界又は電気エネルギーを切り換えた整流周波数の電気エネルギーに変換し整流する整流手段と、
上記受電側共振手段及び上記整流手段が動作している給電時の受電電力の値を検出する受電電力検出手段と、
当該受電装置の所要給電量の値を検出する所要給電量検出手段とを備え、
上記給電制御手段は、上記給電方法の決定時においては、
当該送電装置に関する有限個の発振周波数候補及び送電側共振周波数候補、並びに、上記各受電装置に関する有限個の受電側共振周波数候補及び整流周波数候補の中から、各々１つを選択した周波数組み合わせを第１の有限個だけ生成し、
生成した周波数組み合わせ毎に既知の量の電気エネルギーを上記電気エネルギー供給手段から一定時間供給させると共に、生成した周波数組み合わせに従って、上記発振手段の発振周波数及び上記送電側共振手段の送電側共振周波数を切替え、
上記送電側送受信手段から、生成した周波数組み合わせにおける受電側共振周波数及び整流周波数と、所要給電量送信要求とを送信させ、
上記所要給電量送信要求の送信に応じて、上記各受電装置から到来した受電電力及び所要給電量を取得し、
上記各受電装置からの受電電力及び所要給電量を用いて、上記第１の有限個の周波数組み合わせの中から、第１の有限個以下の第２の有限個の周波数組み合わせを選択し、第２の有限個の周波数組み合わせのそれぞれの周波数組み合わせによる給電時間を決定し、
上記給電制御手段は、決定した上記給電方法に従った給電時においては、
選択された第２の有限個の周波数組み合わせ毎に、その組み合わせで定まる給電時間だけ電気エネルギーを上記電気エネルギー供給手段から供給させると共に、選択された周波数組み合わせに従って、上記発振手段の発振周波数及び上記送電側共振手段の送電側共振周波数を切替え、
上記送電側送受信手段から、選択した周波数組み合わせにおける受電側共振周波数及び整流周波数を送信させる
ことを特徴とするワイヤレス電力伝送システム。
【請求項２】
上記給電制御手段は、上記各受電装置から取得した所要給電量に対し、受信装置毎に予め定められている優先度に応じた重み付けを施し、重み付け後の所要給電量を第２の有限個の周波数組み合わせの選択、第２の有限個の周波数組み合わせのそれぞれの周波数組み合わせによる給電時間の決定に用いることを特徴とする請求項１に記載のワイヤレス電力伝送システム。
【請求項３】
上記給電制御手段は、第２の有限個の周波数組み合わせの選択、及び、第２の有限個の周波数組み合わせのそれぞれの周波数組み合わせによる給電時間の決定に、近似解を算出する逐次的解法を用いており、算出に要する時間が上限時間を越えた場合には算出処理を中断し、中断時の近似解をもとに、第２の有限個の周波数組み合わせの選択、及び、第２の有限個の周波数組み合わせのそれぞれの周波数組み合わせによる給電時間の決定を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載のワイヤレス電力伝送システム。
【請求項４】
上記発振手段、上記送電側共振手段及び上記受電側共振手段はそれぞれ、電磁誘導方式に従った構成となっていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のワイヤレス電力伝送システム。
【請求項５】
上記発振手段、上記送電側共振手段及び上記受電側共振手段はそれぞれ、（磁界／電界）共鳴方式に従った構成となっていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のワイヤレス電力伝送システム。
【請求項６】
上記発振手段、上記送電側共振手段及び上記受電側共振手段はそれぞれ、電波放射方式に従った構成となっていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のワイヤレス電力伝送システム。
【請求項７】
上記発振手段、上記送電側共振手段及び上記受電側共振手段はそれぞれ、エバネッセント方式に従った構成となっていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のワイヤレス電力伝送システム。
【請求項８】
上記発振手段及び上記送電側共振手段をそれぞれ複数個備え、又は、上記送電側共振手段を複数個備え、上記給電制御手段は、複数個の上記送電側共振手段から同時又は切り換えて送電させることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のワイヤレス電力伝送システム。
【請求項９】
上記電気エネルギー供給手段、上記発振手段及び上記送電側共振手段を含むエネルギーの処理系列に、送電電力を変化させる構成を盛り込むと共に、
上記給電制御手段は、上記給電方法の決定で、送信電力の値を調整し、送信電力の調整値に合わせて、第２の有限個の周波数組み合わせのそれぞれの周波数組み合わせによる給電時間も調整することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のワイヤレス電力伝送システム。
【請求項１０】
上記送電装置及び上記各受電装置は、上記給電方法の決定処理の前に、給電を所望している上記各受電装置を上記送電装置が把握できる通信を実行することを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のワイヤレス電力伝送システム。
【請求項１１】
１台又は複数台の受電装置へワイヤレスで電力を伝送する送電装置において、
電気エネルギーを供給する電気エネルギー供給手段と、
上記電気エネルギー供給手段から供給された電気エネルギーを指示された発振周波数の電磁界又は電気エネルギーに変換し発振する発振手段と、
上記発振手段からの電磁界又は電気エネルギーを指示された送電側共振周波数の電磁界エネルギーに変換し送電する送電側共振手段と、
上記各受電装置と情報を授受する送電側送受信手段と、
給電方法を決定すると共に、決定した給電方法に従って各部を制御するものであって、上記発振手段に発振周波数を指示し、上記送電側共振手段に送電側共振周波数を指示し、上記送電側送受信手段から、受電側共振周波数、整流周波数、所要給電量送信要求を送信させる給電制御手段とを備え、
上記給電制御手段は、上記給電方法の決定時においては、
当該送電装置に関する有限個の発振周波数候補及び送電側共振周波数候補、並びに、上記各受電装置に関する有限個の受電側共振周波数候補及び整流周波数候補の中から、各々１つを選択した周波数組み合わせを第１の有限個だけ生成し、
生成した周波数組み合わせ毎に既知の量の電気エネルギーを上記電気エネルギー供給手段から一定時間供給させると共に、生成した周波数組み合わせに従って、上記発振手段の発振周波数及び上記送電側共振手段の送電側共振周波数を切替え、
上記送電側送受信手段から、生成した周波数組み合わせにおける受電側共振周波数及び整流周波数と、所要給電量送信要求とを送信させ、
上記所要給電量送信要求の送信に応じて、上記各受電装置から到来した受電電力及び所要給電量を取得し、
上記各受電装置からの受電電力及び所要給電量を用いて、上記第１の有限個の周波数組み合わせの中から、第１の有限個以下の第２の有限個の周波数組み合わせを選択し、第２の有限個の周波数組み合わせのそれぞれの周波数組み合わせによる給電時間を決定し、
上記給電制御手段は、決定した上記給電方法に従った給電時においては、
選択された第２の有限個の周波数組み合わせ毎に、その組み合わせで定まる給電時間だけ電気エネルギーを上記電気エネルギー供給手段から供給させると共に、選択された周波数組み合わせに従って、上記発振手段の発振周波数及び上記送電側共振手段の送電側共振周波数を切替え、
上記送電側送受信手段から、選択した周波数組み合わせにおける受電側共振周波数及び整流周波数を送信させる
ことを特徴とする送電装置。
【請求項１２】
１台又は複数台の受電装置へワイヤレスで電力を伝送する送電装置であって、電気エネルギーを供給する電気エネルギー供給手段と、上記電気エネルギー供給手段から供給された電気エネルギーを指示された発振周波数の電磁界又は電気エネルギーに変換し発振する発振手段と、上記発振手段からの電磁界又は電気エネルギーを指示された送電側共振周波数の電磁界エネルギーに変換し送電する送電側共振手段と、上記各受電装置と情報を授受する送電側送受信手段とを備える送電装置に搭載されるコンピュータを、
給電方法を決定すると共に、決定した給電方法に従って各部を制御するものであって、上記発振手段に発振周波数を指示し、上記送電側共振手段に送電側共振周波数を指示し、上記送電側送受信手段から、受電側共振周波数、整流周波数、所要給電量送信要求を送信させる給電制御手段として機能させる給電制御プログラムであって、
給電方法決定ルーチンには、
当該送電装置に関する有限個の発振周波数候補及び送電側共振周波数候補、並びに、上記各受電装置に関する有限個の受電側共振周波数候補及び整流周波数候補の中から、各々１つを選択した周波数組み合わせを第１の有限個だけ生成するステップと、
生成した周波数組み合わせ毎に既知の量の電気エネルギーを上記電気エネルギー供給手段から一定時間供給させると共に、生成した周波数組み合わせに従って、上記発振手段の発振周波数及び上記送電側共振手段の送電側共振周波数を切替えるステップと、
上記送電側送受信手段から、生成した周波数組み合わせにおける受電側共振周波数及び整流周波数と、所要給電量送信要求とを送信させるステップと、
上記所要給電量送信要求の送信に応じて、上記各受電装置から到来した受電電力及び所要給電量を取得するステップと、
上記各受電装置からの受電電力及び所要給電量を用いて、上記第１の有限個の周波数組み合わせの中から、第１の有限個以下の第２の有限個の周波数組み合わせを選択し、第２の有限個の周波数組み合わせのそれぞれの周波数組み合わせによる給電時間を決定するステップとを含み、
決定した上記給電方法に従った給電時ルーチンには、
選択された第２の有限個の周波数組み合わせ毎に、その組み合わせで定まる給電時間だけ電気エネルギーを上記電気エネルギー供給手段から供給させると共に、選択された周波数組み合わせに従って、上記発振手段の発振周波数及び上記送電側共振手段の送電側共振周波数を切替えるステップと、
上記送電側送受信手段から、選択した周波数組み合わせにおける受電側共振周波数及び整流周波数を送信させるステップとを含む
ことを特徴とする給電制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はワイヤレス電力伝送システム、送電装置及び給電制御プログラムに関し、例えば、送電装置から複数の受電装置へワイヤレスで電力を伝送する場合に適用し得るものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、送電装置から受電装置へワイヤレスで電力を伝送するワイヤレス電力伝送システムの研究開発が行われている（非特許文献１参照）。ワイヤレス電力伝送を実現するための主な技術として、電磁誘導方式、（磁界／電界）共鳴方式、電波放射方式の３方式が挙げられる。３方式以外のワイヤレス電力伝送方式として、エバネッセント波方式などがある。各方式で、構成、サイズや想定する伝送距離、送電電力、周波数は異なるものの、いずれの方式の場合でも高い電力伝送効率を実現するための技術開発が盛んである。
【０００３】
高い電力伝送効率を実現する従来技術として、例えば、特許文献１に記載の技術がある。特許文献１に記載の技術は、段落［００２０］に示されているように、送電装置の発振手段の発振周波数、送電側共振手段の送電側共振周波数、及び受電側共振手段の受電側共振周波数のうち、少なくとも一つを変化させることで、受電装置における受電電力を最大とするように制御するものである。段落［０００９］及び［００１５］に示されているように、その制御方法は、受電装置における受電電力を計測し、その計測値に基づいて、各周波数を変化させる方法である。特許文献１の記載技術は共鳴方式に関する従来技術であるが、共振周波数等のワイヤレス電力伝送時の電磁界に関する周波数を変化させることで高い電力伝送効率を得る方法は、他の方式においても適用可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２５２４６８
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】庄木裕樹著、“［講演依頼］ワイヤレス電力伝送の技術動向・課題と実用化に向けた取り組み”，信学技報，ＷＰＴ２０１０−０７（２０１０−０７）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、受電電力に基づいて周波数を最適な値に変化させることで高い電力伝送効率を得る従来技術では、複数の受電装置へ電力伝送を行う際に、以下のような課題を有する。
【０００７】
まず、異なる位置に存在する複数の受電装置の最適な周波数は、人体、機器、壁等の周辺構造物の影響で、同一であるとは限らない。従って、複数の周波数を切り替えて用いる制御が必要となるが、従来技術では具体的な方法が述べられていない。
【０００８】
次に、複数の受電装置に接続された負荷は同一であるとは限らず、消費電力が異なる場合は多いが、従来技術ではその点が考慮されていない。
【０００９】
そのため、複数の受電装置へ電力伝送を行う場合にも適切に電力の伝送を行うことができるワイヤレス電力伝送システム、送電装置及び給電制御プログラムが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の本発明は、送電装置から１台又は複数台の受電装置へワイヤレスで電力を伝送するワイヤレス電力伝送システムにおいて、（１）上記送電装置は、（１−１）電気エネルギーを供給する電気エネルギー供給手段と、（１−２）上記電気エネルギー供給手段から供給された電気エネルギーを指示された発振周波数の電磁界又は電気エネルギーに変換し発振する発振手段と、（１−３）上記発振手段からの電磁界又は電気エネルギーを指示された送電側共振周波数の電磁界エネルギーに変換し送電する送電側共振手段と、（１−４）上記各受電装置と情報を授受する送電側送受信手段と、（１−５）給電方法を決定すると共に、決定した給電方法に従って各部を制御するものであって、上記発振手段に発振周波数を指示し、上記送電側共振手段に送電側共振周波数を指示し、上記送電側送受信手段から、受電側共振周波数、整流周波数、所要給電量送信要求を送信させる給電制御手段とを備え、（２）上記各受電装置はそれぞれ、（２−１）上記送電装置と情報を授受する受電側送受信手段と、（２−２）上記受電側送受信手段から与えられた受電側共振周波数に共振周波数を切り換え、上記送電装置からの電磁界エネルギーを切り換えた共振周波数の電磁界又は電気エネルギーに変換し受電する受電側共振手段と、（２−３）受電側送受信手段から与えられた整流周波数に整流周波数を切り換え、上記受電側共振手段からの電磁界又は電気エネルギーを切り換えた整流周波数の電気エネルギーに変換し整流する整流手段と、（２−４）上記受電側共振手段及び上記整流手段が動作している給電時の受電電力の値を検出する受電電力検出手段と、（２−５）当該受電装置の所要給電量の値を検出する所要給電量検出手段とを備え、（３）上記給電制御手段は、上記給電方法の決定時においては、（３−１）当該送電装置に関する有限個の発振周波数候補及び送電側共振周波数候補、並びに、上記各受電装置に関する有限個の受電側共振周波数候補及び整流周波数候補の中から、各々１つを選択した周波数組み合わせを第１の有限個だけ生成し、（３−２）生成した周波数組み合わせ毎に既知の量の電気エネルギーを上記電気エネルギー供給手段から一定時間供給させると共に、生成した周波数組み合わせに従って、上記発振手段の発振周波数及び上記送電側共振手段の送電側共振周波数を切替え、（３−３）上記送電側送受信手段から、生成した周波数組み合わせにおける受電側共振周波数及び整流周波数と、所要給電量送信要求とを送信させ、（３−４）上記所要給電量送信要求の送信に応じて、上記各受電装置から到来した受電電力及び所要給電量を取得し、（３−５）上記各受電装置からの受電電力及び所要給電量を用いて、上記第１の有限個の周波数組み合わせの中から、第１の有限個以下の第２の有限個の周波数組み合わせを選択し、第２の有限個の周波数組み合わせのそれぞれの周波数組み合わせによる給電時間を決定し、（４）上記給電制御手段は、決定した上記給電方法に従った給電時においては、（４−１）選択された第２の有限個の周波数組み合わせ毎に、その組み合わせで定まる給電時間だけ電気エネルギーを上記電気エネルギー供給手段から供給させると共に、選択された周波数組み合わせに従って、上記発振手段の発振周波数及び上記送電側共振手段の送電側共振周波数を切替え、（４−２）上記送電側送受信手段から、選択した周波数組み合わせにおける受電側共振周波数及び整流周波数を送信させることを特徴とする。
【００１１】
第２の本発明は、１台又は複数台の受電装置へワイヤレスで電力を伝送する送電装置において、（１−１）電気エネルギーを供給する電気エネルギー供給手段と、（１−２）上記電気エネルギー供給手段から供給された電気エネルギーを指示された発振周波数の電磁界又は電気エネルギーに変換し発振する発振手段と、（１−３）上記発振手段からの電磁界又は電気エネルギーを指示された送電側共振周波数の電磁界エネルギーに変換し送電する送電側共振手段と、（１−４）上記各受電装置と情報を授受する送電側送受信手段と、（１−５）給電方法を決定すると共に、決定した給電方法に従って各部を制御するものであって、上記発振手段に発振周波数を指示し、上記送電側共振手段に送電側共振周波数を指示し、上記送電側送受信手段から、受電側共振周波数、整流周波数、所要給電量送信要求を送信させる給電制御手段とを備え、（２）上記給電制御手段は、上記給電方法の決定時においては、（２−１）当該送電装置に関する有限個の発振周波数候補及び送電側共振周波数候補、並びに、上記各受電装置に関する有限個の受電側共振周波数候補及び整流周波数候補の中から、各々１つを選択した周波数組み合わせを第１の有限個だけ生成し、（２−２）生成した周波数組み合わせ毎に既知の量の電気エネルギーを上記電気エネルギー供給手段から一定時間供給させると共に、生成した周波数組み合わせに従って、上記発振手段の発振周波数及び上記送電側共振手段の送電側共振周波数を切替え、（２−３）上記送電側送受信手段から、生成した周波数組み合わせにおける受電側共振周波数及び整流周波数と、所要給電量送信要求とを送信させ、（２−４）上記所要給電量送信要求の送信に応じて、上記各受電装置から到来した受電電力及び所要給電量を取得し、（２−５）上記各受電装置からの受電電力及び所要給電量を用いて、上記第１の有限個の周波数組み合わせの中から、第１の有限個以下の第２の有限個の周波数組み合わせを選択し、第２の有限個の周波数組み合わせのそれぞれの周波数組み合わせによる給電時間を決定し、（３）上記給電制御手段は、決定した上記給電方法に従った給電時においては、（３−１）選択された第２の有限個の周波数組み合わせ毎に、その組み合わせで定まる給電時間だけ電気エネルギーを上記電気エネルギー供給手段から供給させると共に、選択された周波数組み合わせに従って、上記発振手段の発振周波数及び上記送電側共振手段の送電側共振周波数を切替え、（３−２）上記送電側送受信手段から、選択した周波数組み合わせにおける受電側共振周波数及び整流周波数を送信させることを特徴とする。
【００１３】
第３の本発明は、１台又は複数台の受電装置へワイヤレスで電力を伝送する送電装置であって、電気エネルギーを供給する電気エネルギー供給手段と、上記電気エネルギー供給手段から供給された電気エネルギーを指示された発振周波数の電磁界又は電気エネルギーに変換し発振する発振手段と、上記発振手段からの電磁界又は電気エネルギーを指示された送電側共振周波数の電磁界エネルギーに変換し送電する送電側共振手段と、上記各受電装置と情報を授受する送電側送受信手段とを備える送電装置に搭載されるコンピュータを、（１）給電方法を決定すると共に、決定した給電方法に従って各部を制御するものであって、上記発振手段に発振周波数を指示し、上記送電側共振手段に送電側共振周波数を指示し、上記送電側送受信手段から、受電側共振周波数、整流周波数、所要給電量送信要求を送信させる給電制御手段として機能させる給電制御プログラムであって、（２）給電方法決定ルーチンには、（２−１）当該送電装置に関する有限個の発振周波数候補及び送電側共振周波数候補、並びに、上記各受電装置に関する有限個の受電側共振周波数候補及び整流周波数候補の中から、各々１つを選択した周波数組み合わせを第１の有限個だけ生成するステップと、（２−２）生成した周波数組み合わせ毎に既知の量の電気エネルギーを上記電気エネルギー供給手段から一定時間供給させると共に、生成した周波数組み合わせに従って、上記発振手段の発振周波数及び上記送電側共振手段の送電側共振周波数を切替えるステップと、（２−３）上記送電側送受信手段から、生成した周波数組み合わせにおける受電側共振周波数及び整流周波数と、所要給電量送信要求とを送信させるステップと、（２−４）上記所要給電量送信要求の送信に応じて、上記各受電装置から到来した受電電力及び所要給電量を取得するステップと、（２−５）上記各受電装置からの受電電力及び所要給電量を用いて、上記第１の有限個の周波数組み合わせの中から、第１の有限個以下の第２の有限個の周波数組み合わせを選択し、第２の有限個の周波数組み合わせのそれぞれの周波数組み合わせによる給電時間を決定するステップとを含み、（３）決定した上記給電方法に従った給電時ルーチンには、（３−１）選択された第２の有限個の周波数組み合わせ毎に、その組み合わせで定まる給電時間だけ電気エネルギーを上記電気エネルギー供給手段から供給させると共に、選択された周波数組み合わせに従って、上記発振手段の発振周波数及び上記送電側共振手段の送電側共振周波数を切替えるステップと、（３−２）上記送電側送受信手段から、選択した周波数組み合わせにおける受電側共振周波数及び整流周波数を送信させるステップとを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、複数の受電装置へ電力伝送を行う場合にも適切に電力の伝送を行うことができるワイヤレス電力伝送システム、送電装置及び給電制御プログラムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１の実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムの構成を示すブロック図である。
【図２】第１の実施形態における周波数・時間決定部の給電方法の決定手順を示すフローチャートである。
【図３】第１の実施形態における周波数・時間決定部の周波数セットが２つの場合は総給電時間最小条件を満たす給電時間の算出方法を示すフローチャートである。
【図４】第１の実施形態における逐次的解法による近似解を用いた「給電実施フェーズ」の給電方法の決定手順を示すフローチャートである。
【図５】図４におけるステップＳ２００の給電時間の初期値算出方法の詳細を示すフローチャートである。
【図６】第１の実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムの「給電方法決定フェーズ」の動作を示すフローチャート（その１）である。
【図７】第１の実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムの「給電方法決定フェーズ」の動作を示すフローチャート（その２）である。
【図８】第１の実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムの「給電実施フェーズ」の動作を示すフローチャートである。
【図９】第２の実施形態における送電装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】第２の実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムの「給電方法決定フェーズ」の動作を示すフローチャート（その１）である。
【図１１】第２の実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムの「給電方法決定フェーズ」の動作を示すフローチャート（その２）である。
【図１２】第２の実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムの「給電実施フェーズ」の動作を示すフローチャートである。
【図１３】第３の実施形態における送電装置の構成を示すブロック図である。
【図１４】第３の実施形態における周波数・時間決定部の給電方法の決定手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（Ａ）第１の実施形態
以下、本発明によるワイヤレス電力伝送システム、送電装置及び給電制御プログラムの第１の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
【００１７】
（Ａ−１）第１の実施形態の構成
図１は、第１の実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムの構成を示すブロック図である。図１において、第１の実施形態のワイヤレス電力伝送システムは、送電装置１及び複数の受電装置１１−１〜１１−ｍを有する。
【００１８】
第１の実施形態のワイヤレス電力伝送システムは、送電装置１から複数の受電装置１１へ送電した際の各受電装置１１−１〜１１−ｍの受電電力を測定し、それらの値と各受電装置１１−１〜１１−ｍの必要な給電量から給電方法を決定する「給電方法決定フェーズ」と、決定した給電方法に従って給電を実施する「給電実施フェーズ」を繰り返すものである。
【００１９】
（Ａ−１−１）送電装置１の構成
送電装置１は、電源２、発振部３、共振部４、供給電力制御部５、発振周波数制御部６、共振周波数制御部７、周波数・時間決定部８、送信部９及び受信部１０を有する。
【００２０】
電源２は、供給電力制御部５から与えられた制御信号Ｓ３に従って、所定の電力で、電気エネルギーＳ１を発振部３へ供給するものである。
【００２１】
発振部３は、発振周波数制御部６から与えられた制御信号Ｓ４に従って、有限個の発振周波数候補の中から１つの発振周波数を選択し、電源２から供給された電気エネルギーＳ１を、選択した発振周波数で電磁界又は電気エネルギーＳ２に変換して共振部４へ伝達するものである。
【００２２】
共振部４は、共振周波数制御部７から与えられた制御信号Ｓ５に従って、有限個の共振周波数候補の中から１つの共振周波数を選択し、発振部３から受けた電磁界又は電気エネルギーＳ２を、選択した共振周波数で電磁界エネルギーＳ１０に変換して複数の受電装置１１−１〜１１−ｍへ送電するものである。
【００２３】
供給電力制御部５は、周波数・時間決定部８から与えられた制御情報Ｓ６又はＳ２２に従って、電源２の電力供給を開始又は終了するための制御信号Ｓ３を生成し、電源２へ与えるものである。
【００２４】
発振周波数制御部６は、周波数・時間決定部８から与えられた制御情報Ｓ６又はＳ２２に従って、発振部３の発振周波数を切り替えるための制御信号Ｓ４を生成し、発振部３へ与えるものである。
【００２５】
共振周波数制御部７は、周波数・時間決定部８から与えられた制御情報Ｓ６又はＳ２２に従って、共振部４の共振周波数を切り替えるための制御信号Ｓ５を生成し、共振部４へ与えるものである。
【００２６】
周波数・時間決定部８は、「給電方法決定フェーズ」においては、有限個の当該送電装置１の発振周波数候補及び共振周波数候補、並びに、受電装置１１（１１−１〜１１−ｍ）の共振周波数候補及び整流周波数候補の中から、各々１つ選択した組み合わせ（以下、周波数セットと呼ぶ）を有限個生成するものである。ここで、周波数セットは、考えられる全ての組み合わせを生成する必要はない。例えば、微調整を想定しない場合には、送電装置１側の発振周波数及び共振周波数、並びに、受電装置１１側の共振周波数及び整流周波数が等しい組み合わせのみを選択して生成すれば良い。微調整を想定する場合には、送電装置１側の発振周波数及び共振周波数、並びに、受電装置１１側の共振周波数及び整流周波数が等しい、又は、微小量だけ離れている組み合わせを選択して生成すれば良い。
【００２７】
また、周波数・時間決定部８は、生成した有限個の周波数セットの候補の中から順に選択して給電を行うために、制御情報Ｓ６を生成し、供給電力制御部５、発振周波数制御部６及び共振周波数制御部７へ与えると同時に、制御情報Ｓ７を生成し、送信部９へ与えるものである。ここで、制御情報Ｓ６は、「給電方法決定フェーズ」において選択した周波数セットに従って当該送電装置１が送電を行うタイミング、時間、発振周波数及び共振周波数に関する情報であり、制御情報Ｓ７は、「給電方法決定フェーズ」において選択した周波数セットに従って対向する受電装置１１が受電を行うタイミング、時間、共振周波数、整流周波数と受電電力情報要求に関する情報である。
【００２８】
さらに、周波数・時間決定部８は、各受電装置１１−１〜１１−ｍへの所要給電量情報要求に関する制御情報Ｓ２５を生成し、送信部９へ与えるものである。さらにまた、周波数・時間決定部８は、受信部１０から与えられた複数の受電装置１１−１〜１１−ｍに対する受電電力情報Ｓ８を、選択した周波数セットと共に記憶するものである。また、周波数・時間決定部８は、受信部１０から与えられた複数の受電装置１１−１〜１１−ｍに対する所要給電量情報Ｓ９を記憶するものである。周波数・時間決定部８は、記憶した各受電装置１１−１〜１１−ｍに対する受電電力情報Ｓ８及び所要給電量情報Ｓ９に基づいて、候補となった有限個の周波数セットを少なくとも１組用いた給電方法、すなわち、各周波数セットによる給電タイミング及び時間を決定するものである。
【００２９】
周波数・時間決定部８は、「給電実施フェーズ」においては、上述した「給電方法決定フェーズ」で決定した給電方法（使用周波数セット、給電タイミング、時間）に従って、制御情報Ｓ２２を生成し、供給電力制御部５、発振周波数制御部６及び共振周波数制御部７へ与えると同時に、制御情報Ｓ２３を生成し、送信部９へ与えるものである。ここで、制御情報Ｓ２２は、「給電実施フェーズ」で使用する各周波数セットに従って、当該送電装置１が送電を行うタイミング、時間、発振周波数及び共振周波数に関する情報であり、制御情報Ｓ２３は、「給電実施フェーズ」で使用する各周波数セットに従って、受電装置１１-１〜１１−ｍが受電を行うタイミング、時間、共振周波数及び整流周波数に関する情報である。
【００３０】
周波数・時間決定部８は、ＣＰＵと、ＣＰＵが実行するプログラム（給電制御プログラム）で実現するようにしても良い。
【００３１】
送信部９は、周波数・時間決定部８から与えられた制御情報Ｓ７、Ｓ２３又はＳ２５に基づいて、無線信号Ｓ１１を生成し、送信アンテナを介して複数の受電装置１１−１〜１１−ｍの受信部１９−１〜１９−Ｎへ送信するものである。
【００３２】
受信部１０は、受信アンテナを介して、複数の受電装置１１−１〜１１−ｍの送信部２０−１〜２０−Ｎから送信された無線信号Ｓ１２を受信し、この無線信号Ｓ１２に基づいて受電電力情報Ｓ８又は所要給電量情報Ｓ９を生成し、周波数・時間決定部８へ与えるものである。
【００３３】
図１では、送信部９の送信アンテナと受信部１０の受信アンテナとが別々のように示しているが、これら送信アンテナ及び受信アンテナを共用するようにしても良い。
【００３４】
（Ａ−１−２）受電装置１１の構成
次に、各受電装置１１−１〜１１−ｍの構成を説明する。図１では、１つの受電装置１１−１のみ詳細構成を示しているが、他の受電装置１１−２〜１１−ｍも同様な構成を有するものである。以下では、符号に枝番を付加せずに説明する。
【００３５】
受電装置１１（１１−１〜１１−ｍ）は、共振部１２、整流部１３、蓄電部１４、負荷１５、共振周波数制御部１６、受電電力検出部１７、所要給電量検出部１８、受信部１９、送信部２０及び整流周波数制御部２１を有する。
【００３６】
共振部１２は、共振周波数制御部１６から与えられた制御信号Ｓ１６に従って、有限個の共振周波数候補の中から１つの共振周波数を選択し、送電装置１の共振部４から受けた電磁界エネルギーＳ１０を、選択した共振周波数を用いて電磁界又は電気エネルギーＳ１３に変換して整流部１３へ伝達するものである。
【００３７】
整流部１３は、整流周波数制御部２１から与えられた制御信号Ｓ２４に従って、有限個の整流周波数候補の中から１つの整流周波数を選択し、共振部１２から受けた電磁界又は電気エネルギーＳ１３を、選択した整流周波数を用いて整流し、電気エネルギーＳ１４に変換して蓄電部１４へ供給するものである。また、整流部１３は、受電時の受電電力、すなわち、電気エネルギーＳ１４の電力量の値を受電電力値Ｓ１７として受電電力検出部１７へ与えるものである。
【００３８】
蓄電部１４は、整流部１３から供給された電気エネルギーＳ１４を蓄電し、接続された負荷１５（１つに限定されない）に電気エネルギーＳ１５を供給するものである。また、蓄電部１４は、蓄電量、未蓄電量（完全に蓄電した場合の蓄電量と現蓄電量との差）、負荷１５の消費電力量等に基づいて所要給電量を決定し、所要給電量値Ｓ１８として所要給電量検出部１８へ与えるものである。
【００３９】
１つ以上の負荷で構成される負荷１５は、蓄電部１４に接続され、供給される電気エネルギーＳ１５を消費するものである。
【００４０】
共振周波数制御部１６は、受信部１９から与えられた制御情報Ｓ１９又はＳ２８に従い共振部１２の共振周波数を切り替えるための制御信号Ｓ１６を生成し、共振部１２へ与える。
【００４１】
整流周波数制御部２１は、受信部１９から与えられた制御情報Ｓ１９又はＳ２８に従って、整流部１３の整流周波数を切り替えるための制御信号Ｓ２４を生成し、整流部１３へ与えるものである。
【００４２】
受電電力検出部１７は、「給電方法決定フェーズ」においては、受信部１９から与えられた制御情報Ｓ２６に従って、整流部１３から与えられた受電電力値Ｓ１７を検出し、受電電力情報Ｓ２０として送信部２０へ与えるものである。
【００４３】
所要給電量検出部１８は、「給電方法決定フェーズ」においては、受信部１９から与えられた制御情報Ｓ２７に従って、蓄電部１４から与えられた所要給電量値Ｓ１８を検出し、所要給電量情報Ｓ２１として送信部２０へ与えるものである。
【００４４】
受信部１９は、受信アンテナを介して、送電装置１の送信部９から送信された無線信号Ｓ１１を受信し、この無線信号Ｓ１１に基づいて制御情報Ｓ１９、Ｓ２６、Ｓ２７又はＳ２８を生成するものである。ここで、制御情報Ｓ１９は、「給電方法決定フェーズ」における制御情報Ｓ７に関する無線信号Ｓ１１に基づいて生成される、受電を行う際のタイミング、時間、共振周波数及び整流周波数に関する情報であり、共振周波数制御部１６及び整流周波数制御部２１へ与えられる。制御情報Ｓ２６は、「給電方法決定フェーズ」における制御情報Ｓ７に関する無線信号Ｓ１１に基づいて生成される、受電時の受電電力情報要求に関する情報であり、受電電力検出部１７へ与えられる。制御情報Ｓ２７は、「給電方法決定フェーズ」における制御情報Ｓ２５に関する無線信号Ｓ１１に基づいて生成される、所要給電量情報要求に関する情報であり、所要給電量検出部１８へ与えられる。制御情報Ｓ２８は、「給電実施フェーズ」における制御信号Ｓ２３に関する無線信号Ｓ１１に基づいて生成される、受電を行う際のタイミング、時間、共振周波数及び整流周波数に関する情報であり、共振周波数制御部１６及び整流周波数制御部２１へ与えられる。
【００４５】
送信部２０は、受電電力検出部１７から与えられた受電電力情報Ｓ２０、又は、所要給電量検出部１８から与えられた所要給電量情報Ｓ２１に基づいて無線信号Ｓ１２を生成し、送信アンテナを介して、送電装置１の受信部１０へ送信するものである。
【００４６】
図１では、送信部２０の送信アンテナと受信部１９の受信アンテナとが別々のように示しているが、これら送信アンテナ及び受信アンテナを共用するようにしても良い。
【００４７】
第１の実施形態のワイヤレス電力伝送システムは、上述した電磁誘導方式、（磁界／電界）共鳴方式、電波放射方式、エバネッセント波方式のいずれの方式にも適用可能である。具体的には、電磁誘導方式の場合、図１における発振部３、共振部４及び共振部１２はそれぞれ、インバータ、送電側コイル及び受電側コイルが該当する。同様に、磁界共鳴方式の場合、発振部３、共振部４及び共振部１２はそれぞれ、発振器、送電側ＬＣ共振器及び受電側ＬＣ共振器が相当し、電界共鳴方式の場合、発振部３、共振部４及び共振部１２はそれぞれ、インバータ、送電側電極及び受電側電極が該当し、電波放射方式の場合、発振部３、共振部４及び共振部１２はそれぞれ、発振器、送電側アンテナ及び受電側アンテナが該当し、エバネッセント波方式の場合、発振部３、共振部４及び共振部１２はそれぞれ、発振器、送電側コネクタ及び受電側コネクタが該当する。
【００４８】
（Ａ−１−３）周波数・時間決定部８の担当機能の詳細
次に、周波数・時間決定部８の「給電方法決定フェーズ」の際に決定する「給電実施フェーズ」における給電方法、すなわち、有限個の周波数セット（送電側の発振周波数、共振周波数、受電側の共振周波数、整流周波数の組み合わせ）に対する給電（送電及び受電）タイミング及び時間の決定手順を説明する。
【００４９】
ここで、この決定手順は、全ての受電装置に電力を安定して効率的に伝送するためには、各受電装置に必要な電力をなるべく短い時間で給電する必要がある、という思想に基づいている。
【００５０】
今、給電中の複数の受電装置１１の個数をｍ個とし、周波数セットの候補数をｎ個とする。各受電装置１１−１〜１１−ｍの所要給電量Ｐ（ｉ）（１≦ｉ≦ｍ，Ｐ（ｉ）≧０）は所要給電量情報Ｓ９から分かり（ｉは受信装置を区別するためのパラメータである）、各周波数セットを用いた場合の各受電装置１１−１〜１１−ｍの（単位時間当たりの）受電電力Ｒ（ｉ，ｊ）（１≦ｉ≦ｍ，１≦ｊ≦ｎ，Ｒ（ｉ）≧０）は受電電力情報Ｓ８から分かる（ｊは周波数セットを区別するためのパラメータである）。各周波数セットｊを用いた給電時間（単位時間）をそれぞれＴ（ｊ）（１≦ｊ≦ｎ，Ｔ（ｊ）≧０）とすると、全ての受電装置１１−１〜１１−ｍに必要な電力を最も短い時間で効率的に給電するための条件を求めることは、（１）式を満足し、かつ、給電時間Ｔ（１）〜Ｔ（ｎ）の総和ΣＴ（ｊ）が最小となる給電時間Ｔ（ｊ）を求めること（以下、総給電時間最小条件と呼ぶ）と同じである。ここで、（１）式における各行は、周波数セットｊ毎の受電装置１１−ｉ側から見た供給量Ｒ（ｉ，ｊ）×Ｔ（ｊ）を全ての周波数セットについて合算した値が、所要給電量Ｐ（ｉ）以上であることを表している。
【数１】
0005691724.tif 000002
【００５１】
従って、給電時間の算出方法は、図２に示すように、まず、所要給電量情報Ｓ９及び受電電力情報Ｓ８から、それぞれ所要給電量Ｐ（ｉ）及び受電電力Ｒ（ｉ，ｊ）を決定し（ステップ１００）、次に、（１）式を満足し、かつ、総給電時間ΣＴ（ｊ）が最小となる給電時間Ｔ（ｊ）を算出し（ステップ１０１）、最後に、各周波数セットに対する給電タイミングを、算出した給電時間に従って給電期間が重ならないように順次決定する（ステップ１０２）方法となる。給電時間Ｔ（ｊ）を算出するときには、所要給電量Ｐ（ｉ）及び受電電力Ｒ（ｉ，ｊ）は既知の値と取り扱って良いものとなっている。
【００５２】
以下に、（１）式を満足し、かつ、総給電時間ΣＴ（ｊ）が最小となる給電時間Ｔ（ｊ）の算出方法の具体例を示す。なお、以下の具体的な算出方法は、あくまで一例を示すものであり、給電時間の算出方法をこれに限定されるものではない。
【００５３】
まず、ｎ＝２、すなわち周波数セットが２つの場合は総給電時間最小条件を満たす給電時間Ｔ（ｊ）の算出方法を、図３を参照しながら説明する。周波数セットが２つの場合は総給電時間最小条件を満たす給電時間Ｔ（ｊ）の厳密解のうち一つを代数的解法で求めることができる（但し、総給電時間最小条件の厳密解は一つとは限らない）。ｎ＝２の場合、（１）式は、（２）式で表すことができる。（２）式の両辺を等しいとすると、（３）式が成立する。
【数２】
0005691724.tif 000003
【００５４】
まず、（３）式の給電時間Ｔ（２）に０を代入した場合のｉ行目（１≦ｉ≦ｍ）の方程式に対する解Ｔ（１）＝Ｐ（ｉ）／Ｒ（ｉ，１）を算出しＴ（１；１；ｉ）とする（ステップ１５０）。但し、受電電力Ｒ（ｉ，１）＝０の場合は算出対象外とする。次に、（３）式の給電時間Ｔ（１）に０を代入した場合のｉ行目（１≦ｉ≦ｍ）の方程式に対する解Ｔ（２）＝Ｐ（ｉ）／Ｒ（ｉ，２）を算出しＴ（２；２；ｉ）とする（ステップ１５１）。但し、受電電力Ｒ（ｉ，２）＝０の場合は算出対象外とする。さらに、（３）式のｉ１行目及びｉ２行目（１≦ｉ１≦ｍ，１≦ｉ２≦ｍ，ｉ１≠ｉ２）の連立方程式に対する解Ｔ（１）及びＴ（２）を算出し、Ｔ（１；３；ｉ１，ｉ２）及びＴ（２；３；ｉ１，ｉ２）とする（ステップ１５２）。但し、連立方程式が解なし、又は不定の場合、並びに、解Ｔ（１；３；ｉ１，ｉ２）、Ｔ（２；３；ｉ１，ｉ２）のいずれか一方が負となる場合は対象外とする。
【００５５】
続いて、対象外を除いた上述の解の給電時間［Ｔ（１；１；ｉ），０］、［０，Ｔ（２；２，ｉ）］、及び［Ｔ（１；３；ｉ１，ｉ２），Ｔ（２；３；ｉ１，ｉ２）］の全てをそれぞれ、（２）式に代入し、不等式を満たすか否かを判定する（ステップ１５４）。（２）式の不等式を満足する解の中で、Ｔ（１）＋Ｔ（２）が最小となるものが、総給電時間最小条件の厳密解の一つであり、「給電実施フェーズ」の給電方法に用いれば良い。
【００５６】
ｎ≧３の場合には、総給電時間最小条件を満たす各周波数セットの給電時間Ｔ（ｊ）の厳密解を代数的解法で算出することは困難である。以下、総給電時間最小条件の給電時間を算出する第２の具体例として、逐次的解法によって近似解を算出する方法を説明する。以下で説明する近似解を算出する逐次的解法の例は、「山登り法」を用いた例であるが、逐次的解法による給電時間の算出方法は、これに限定されるものではない。また、当然ながら、以下に説明する開放は、ｎ＝２の場合も適用可能なものである。
【００５７】
図４は、第１の実施形態における逐次的解法による近似解を用いた「給電実施フェーズ」の給電方法の決定手順を示すフローチャートである。図５は、その決定手順のうち、給電時間の初期値の算出方法を示すフローチャートである。なお、上述したように、図４及び図５の処理は一例であり、これに限定されるものではない。
【００５８】
近似解を徐々に探索していく逐次的解法の場合、探索の初期値が必要となる。そのため、まず、周波数・時間決定部８は、給電時間Ｔ（ｊ）の初期値Ｔ＿ｉｎｉ（ｊ）を算出する（図４のステップＳ２００）。以下では、給電時間Ｔ（ｊ）の初期値Ｔ＿ｉｎｉ（ｊ）を算出する方法の具体例を図５を参照しながら説明する。給電時間Ｔ（ｊ）の初期値Ｔ＿ｉｎｉ（ｊ）の算出でも、終了条件を満たすまで、ループ処理の繰返しが実行される。
【００５９】
まず、周波数・時間決定部８は、給電が必要な各受電装置１１−ｉ（ｉは１〜ｍ）の残存所要給電量Ｑ（ｉ）というパラメータを所要給電量Ｐ（ｉ）に初期化すると共に、周波数セットｊ（ｋ）を適用する順番（言い換えると、後述するループ処理の繰り返し数）を規定するパラメータｋを初期値０に設定する（ステップ２５０、２５１）。その後、周波数・時間決定部８は、ステップ２５２〜２５７でなるループ処理を繰返す。
【００６０】
ループ処理に入ると、周波数・時間決定部８は、パラメータｋをインクリメントした後（ステップ２５２）、給電が必要な（すなわち、Ｑ（ｉ）＞０）全ての受電装置１１−ｉの受電電力Ｒ（ｉ，ｊ（ｋ））の合計が最も大きい周波数セットを選択し、番号をｊ（ｋ）とする（ステップ２５３）。給電が必要な各受電装置１１−ｉに関して、ステップ２５３で求めた周波数セットｊ（ｋ）を用いた際の給電時間Ｔ（ｊ（ｋ）；４；ｉ）をそれぞれ算出する（ステップ２５４）。なお、給電が必要ない受電装置（すなわち、Ｑ（ｉ）≦０の受電装置）に関しては算出不要である。次に、周波数・時間決定部８は、ステップ２５４で算出した給電時間の中で最小の給電時間Ｔ（ｊ（ｋ）；５）＝ｍｉｎ（Ｔ（ｊ（ｋ）；４；ｉ））を選択する（ステップ２５５）。給電が必要な全ての受電装置（この時点でＱ（ｉ）＞０の受電装置の全て）に対して、ステップ２５３で選択した周波数セットｊ（ｋ）を用いて、ステップ２５５で選択した最小給電時間Ｔ（ｊ（ｋ）；５）だけ給電した場合の給電量Ｒ（ｉ，ｊ（ｋ））×Ｔ（ｊ（ｋ）；５）をそれぞれ算出し、それまでの残存所要給電量Ｑ（ｉ）から引いて、新たな残存所要給電量Ｑ（ｉ）を算出する（ステップ２５６）。但し、新たな残存所要給電量Ｑ（ｉ）の算出結果が負又は０となった受電装置は「給電の必要なし」（Ｑ（ｉ）＝０が「給電の必要なし」を表している）とする。周波数・時間決定部８は、全ての受電装置１１−１〜１１−ｍが「給電の必要なし」となるまで、ステップ２５２〜２５６を繰り返し（ステップ２５７）、各繰り返し時の周波数セットｊ（ｋ）及び給電時間Ｔ（ｊ（ｋ）；５）を記憶する（ステップ２５５、２５６参照）。
【００６１】
全ての受電装置１１−１〜１１−ｍが「給電の必要なし」となったら、周波数・時間決定部８は、同一の周波数セットｊ（ｋ）に関する給電時間Ｔ（ｊ（ｋ）；５）の合計を算出し、給電時間Ｔ（ｊ）の初期値Ｔ＿ｉｎｉ（ｊ）とする（ステップ２５８）。すなわち、（４）式に従って、給電時間Ｔ（ｊ）の初期値Ｔ＿ｉｎｉ（ｊ）を算出する。
【数３】
0005691724.tif 000004
【００６２】
次に、第１の実施形態における逐次的解法による近似解を用いた「給電実施フェーズ」の給電方法の決定手順を、図４を参照しながら説明する。
【００６３】
周波数・時間決定部８は、周波数セットｊを適用した給電時間Ｔ（ｊ）の初期値Ｔ＿ｉｎｉ（ｊ）を上述のように算出すると共に（ステップ２００）、後述するループ処理の繰り返し数を表すパラメータｈを初期値０に設定する（ステップ２０１）。そして、ループ処理に入る。ここで、給電時間Ｔ（ｊ）の近似解を探索する際の時間分解能は順次細かくしていくこととし、ｈ回繰り返し時の時間分解能ｄｔ（ｈ）をｄｔ（ｈ）＝ｄｔ（１）÷Ｌ（ｈ−１）とする（１≦ｈ≦ｈ＿ｍａｘ，Ｌ≧２）。すなわち、図４では、時間分解能ｄｔ（ｈ）の更新ステップを記載していないが、ループ処理が繰り返される毎に、時間分解能ｄｔ（ｈ）は更新されている。
【００６４】
ループ処理に入ると、周波数・時間決定部８は、パラメータｈをインクリメントした後（ステップ２０２）、パラメータｈが１の場合（１回目の繰り返し時）の初期値Ｔ（ｊ；６；１）には、上述のように算出した初期値Ｔ＿ｉｎｉ（ｊ）を設定し（ステップ２０４）、パラメータｈが２以上の場合の初期値Ｔ（ｊ；６；ｈ）には（ｈ−１）回目の最終的な近似解Ｔ（ｊ；８；ｈ−１）を初期値に設定する（ステップ２０５）。次に、周波数・時間決定部８は、各周波数セットｊの初期値Ｔ（ｊ；６；ｈ）を時間分解能ｄｔ（ｈ）の整数倍Ｎ（ｊ；ｈ）となるように変換する（ステップ２０６）。すなわち、（５）式に従った演算を実行する。
【数４】
0005691724.tif 000005
【００６５】
次に、周波数・時間決定部８は、各周波数セットｊに対し、（５）式で得た整数Ｎ（ｊ；ｈ）を利用し、時間分解能の何倍の時間を適用するかの探索候補Ｎ’（ｊ；ｈ）を決定する（ステップ２０７）。Ｎ（ｊ；ｈ）を中心とした探索範囲をｄＮ（≧１）とすると、各周波数セットｊの探索候補Ｎ’（ｊ；ｈ）は、Ｎ（ｊ；ｈ）−ｄＮ，Ｎ（ｊ；ｈ）−ｄＮ＋１，…，Ｎ（ｊ；ｈ），…，Ｎ（ｊ；ｈ）＋ｄＮ−１，Ｎ（ｊ；ｈ）＋ｄＮとなる。但し、給電時間Ｔ（ｊ）が０以上であるから、探索候補Ｎ’（ｊ；ｈ）も０以上のみを対象とすれば良く、０未満の探索候補は対象外とする。
【００６６】
総給電時間最小条件の近似解と成り得るのは、各周波数セットｊの探索候補Ｎ’（ｊ；ｈ）の組み合わせの中で、探索候補の合計が、（５）式で得られたＮ（ｊ；ｈ）の合計よりも小さくなるもののみである。そこで、周波数・時間決定部８は、この条件を満たす探索候補の組み合わせを順次抽出し（ステップ２０８、２０９）、各周波数セットについて、時間分解能の抽出された組み合わせの探索候補倍の時間を適用した場合に、（１）式を満足するか否かを判定する（ステップ２１０）。すなわち、抽出した探索候補の組み合わせに対して、Ｔ（ｊ；７；ｈ）＝Ｎ’（ｊ；ｈ）・ｄｔ（ｈ）を算出し、Ｔ（ｊ；７；ｈ）を（１）式のＴ（ｊ）に代入し、（１）式を満足するか否かを判定すれば良い。
【００６７】
抽出した探索候補の組み合わせの中から（１）式を満足するものが見つかったら、周波数・時間決定部８は、それらを新たな時間分解能の適用中心回数Ｎ（ｊ；ｈ）とし（ステップ２１１）、ステップ２０７からの手順を繰り返す。
【００６８】
一方、ステップ２０８〜２１０のループ処理を繰り返し、探索候補の新たな組み合わせを抽出し得なくなった場合には、言い換えると、抽出された探索候補の組み合わせの全てが（１）式を満足しない場合には、周波数・時間決定部８は、そのときのＮ（ｊ；ｈ）から、周波数セットｊに係る新たな給電時間Ｔ（ｊ；８；ｈ）＝Ｎ（ｊ；ｈ）・ｄｔ（ｈ）を算出し（ステップ２１２）、この新たな給電時間Ｔ（ｊ；８；ｈ）を繰り返しｈ回目の最終的な近似解として、上述したステップ２０２からの手順を繰り返す。
【００６９】
繰り返し上限回数（ｈ＿ｍａｘ）目の最終的な近似解Ｔ（ｊ；８；ｈ＿ｍａｘ）を算出したら（ステップ２１３）、その値を総給電時間最小条件の給電時間Ｔ（ｊ）の逐次的解法による近似解とする（ステップ２１４）。
【００７０】
なお、周波数・時間決定部８の「給電方法決定フェーズ」の際に決定する「給電実施フェーズ」における給電方法の決定手順の上述した説明では、（２）式のＰ（ｉ）として、各所要給電量情報Ｓ９から得られる、それぞれの受電装置１１−１〜１１−ｍの所要給電量をそのまま用いている場合を説明した。しかし、受電装置１１−１〜１１−ｍの所要給電量を加工して適用するようにしても良い。例えば、先に給電を開始した受電装置の給電を優先させたい場合など、複数の受電装置１１−１〜１１−ｍ間で優先度を付けたいときには、各所要給電量情報Ｓ９から得られる所要給電量に重みを付けた上で給電方法を決定しても良い。例えば、優先度の高い受電装置１１−Ｈに関しては所要給電量情報Ｓ９から得られる所要給電量をそのまま用い、優先度の低い受電装置１１−Ｌに関しては所要給電量情報Ｓ９から得られる所要給電量から、ある規則に従った量（例えば、固定量であっても良く、所要給電量の所定割合であっても良い）だけ減らした上で給電方法を決定するようにしても良い。
【００７１】
（Ａ−２）第１の実施形態の動作
次に、第１の実施形態におけるワイヤレス電力伝送システムの動作を説明する。上述したように、第１の実施形態のワイヤレス電力伝送システムは、送電装置１から複数の受電装置１１−１〜１１−ｍへ送電した際の各受電装置１１−１〜１１−ｍの受電電力を測定し、それらの値と各受電装置１１−１〜１１−ｍの必要な給電量（所要給電量）から給電方法を決定する「給電方法決定フェーズ」と、決定した給電方法に従い給電を実施する「給電実施フェーズ」を繰り返す。
【００７２】
まず、「給電方法決定フェーズ」の動作を、図６及び図７のフローチャートを参照しながら説明する。図６及び図７では、受電装置１１が１つであるように記載しているが、受電装置１１（１１−１〜１１−ｍ）が複数存在する場合は、全ての受電装置１１−１〜１１−ｍが図６及び図７に記載の受電装置と同様に動作する。
【００７３】
最初に、送電装置１の周波数・時間決定部８は、送電装置１側の有限個の発振周波数候補及び共振周波数候補、並びに、受電装置１１側の有限個の共振周波数候補及び整流周波数候補の中から、各々１つ選択した周波数セットを有限個生成する（ステップ３００）。周波数・時間決定部８は、生成した有限個の周波数セットの候補の中から順に選択して、制御情報Ｓ６を生成し、供給電力制御部５、発振周波数制御部６及び共振周波数制御部７へ与えると同時に、制御情報Ｓ７を生成し送信部９へ与える（ステップ３０１、３０２）。制御情報Ｓ７が与えられた送信部９は、制御情報Ｓ７に基づいて無線信号Ｓ１１を生成し、送信アンテナを介して全ての受電装置１１−１〜１１−ｍの受信部１９へ送信する（ステップ３０３）。
【００７４】
各受電装置１１−１〜１１−ｍの受信部１９は、受信アンテナを介して、送電装置１の送信部９から送信された無線信号Ｓ１１を受信し、無線信号Ｓ１１に基づいて、制御情報Ｓ１９及び制御情報Ｓ２６を生成し、それぞれ、共振周波数制御部１６及び整流周波数制御部２１、並びに、受信電力検出部１７へ与える（ステップ３０４）。
【００７５】
制御情報Ｓ６が与えられた送電装置１の供給電力制御部５は、制御情報Ｓ６の中の送電開始のタイミングに従い、電源２の電力供給を開始するための制御信号Ｓ３を生成し、電源２へ与える（ステップ３０５）。制御情報Ｓ６が与えられた発振周波数制御部６は、制御情報Ｓ６の中の送電開始のタイミングに従い、制御情報Ｓ６の中の発振周波数の値に発振部３の発振周波数を切り替えるための制御信号Ｓ４を生成し、発振部３へ与える（ステップ３０６）。制御情報Ｓ６が与えられた共振周波数制御部７は、制御情報Ｓ６の中の送電開始のタイミングに従い、制御情報Ｓ６の中の共振周波数の値に共振部４の共振周波数を切り替えるための制御信号Ｓ５を生成し、共振部４へ与える（ステップ３０７）。
【００７６】
制御情報Ｓ１９が与えられた各受電装置１１−１〜１１−ｍの共振周波数制御部１６は、制御情報Ｓ１９の受電開始のタイミングに従い、制御情報Ｓ１９の中の共振周波数の値に共振部１２の共振周波数を切り替えるための制御信号Ｓ１６を生成し、共振部１２へ与える（ステップ３０８）。制御情報Ｓ１９が与えられた整流周波数制御部２１は、制御情報Ｓ１９の中の受電開始のタイミングに従い、制御情報Ｓ１９の中の整流周波数の値に整流部１３の整流周波数を切り替えるための制御信号Ｓ２４を生成し、整流部１３へ与える（ステップ３０９）。
【００７７】
制御信号Ｓ３が与えられた送電装置１の電源２は、所定の電力で電気エネルギーＳ１を発振部３へ供給開始する（ステップ３１０）。制御信号Ｓ４が与えられた発振部３は、有限個の発振周波数候補の中から１つの発振周波数を選択し、電源２から供給された電気エネルギーＳ１を、選択した発振周波数で電磁界又は電気エネルギーＳ２に変換して共振部４へ伝達する（ステップ３１１）。制御信号Ｓ５が与えられた共振部４は、有限個の共振周波数候補の中から１つの共振周波数を選択し、発振部３から受けた電磁界又は電気エネルギーＳ２を、選択した共振周波数で電磁界エネルギーＳ１０に変換して全ての受電装置１１−１〜１１−ｍへ送電する（ステップ３１２）。
【００７８】
制御信号Ｓ１６が与えられた各受電装置１１−１〜１１−ｍの共振部１２は、有限個の共振周波数候補の中から１つの共振周波数を選択し、送電装置１の共振部４から受けた電磁界エネルギーＳ１０を、選択した共振周波数を用いて電磁界又は電気エネルギーＳ１３に変換して整流部１３へ伝達する（ステップ３１３）。制御信号Ｓ２４が与えられた整流部１３は、有限個の整流周波数候補の中から１つの整流周波数を選択し、共振部１２から受けた電磁界又は電気エネルギーＳ１３を、選択した整流周波数を用いて整流し、電気エネルギーＳ１４に変換して蓄電部１４へ供給する（ステップ３１４）。また、整流部１３は、受電時の受電電力の値を受電電力値Ｓ１７として受電電力検出部１７へ与える（ステップ３１５）。
【００７９】
制御情報Ｓ２６（ステップ３０４参照）が与えられた受電電力検出部１７は、制御情報Ｓ２６の中の受電開始タイミング及び時間をもとに適当なタイミングで、整流部１３から与えられた受電電力値Ｓ１７を検出し、受電電力情報Ｓ２０として送信部２０へ与える（ステップ３１６）。送信部２０は、受電電力検出部１７から与えられた受電電力情報Ｓ２０をもとに無線信号Ｓ１２を生成し、送信アンテナを介して送電装置１の受信部１０へ送信する（ステップ３１７）。
【００８０】
送電装置１の受信部１０は、受信アンテナを介して複数の受電装置１１−１〜１１−ｍの送信部２０から送信された無線信号Ｓ１２を受信し、無線信号Ｓ１２をもとに各受電装置１１−１〜１１−ｍの受電電力情報Ｓ８を生成し、周波数・時間決定部８へ与える（ステップ３１８）。周波数・時間決定部８は、受信部１０から与えられた各受電装置１１−１〜１１−ｍについての受電電力情報Ｓ８を、選択した周波数セットと共に記憶する（ステップ３１９）。
【００８１】
周波数・時間決定部８は、周波数セットを選択し、その周波数セットの場合における各受電装置１１−１〜１１−ｍについての受電電力情報Ｓ８を取り込んで記憶する処理を、ステップ３００で生成した有限個の周波数セットの全てについて繰り返す。
【００８２】
各受電装置１１−１〜１１−ｍの蓄電部１４はそれぞれ、整流部１３から供給された電気エネルギーＳ１４を蓄電し、接続された負荷１５（１つである必要はない）に電気エネルギーＳ１５を供給する（ステップ３２０）。負荷１５は、蓄電部１４に接続され、供給される電気エネルギーＳ１５を消費する（ステップ３２１）。また、蓄電部１４は、蓄電量、未蓄電量（完全に蓄電した場合の蓄電量と蓄電量との差）、負荷１５の消費電力量等をもとに所要給電量を決定し、所要給電量値Ｓ１８として所要給電量検出部１８へ与える（ステップ３２２）。
【００８３】
送電装置１の周波数・時間決定部８は、全ての周波数セット候補に対する全ての受電装置１１−１〜１１−ｍから受電電力情報Ｓ８を記憶したら、全ての受電装置１１−１〜１１−ｍへの所要給電量情報要求に関する制御情報Ｓ２５を生成し送信部９へ与える（ステップ３２３）。制御情報Ｓ２５が与えられた送信部９は、制御情報Ｓ２５をもとに無線信号Ｓ１１を生成し、送信アンテナを介して全ての受電装置１１−１〜１１−ｍの受信部１９へ送信する（ステップ３２４）。
【００８４】
各受電装置１１−１〜１１−ｍの受信部１９は、受信アンテナを介して送電装置１の送信部９から送信された無線信号Ｓ１１を受信し、無線信号Ｓ１１をもとに制御情報Ｓ２７を生成し、所要給電量検出部１８へ与える（ステップ３２５）。このとき、所要給電量検出部１８は、蓄電部１４から与えられた所要給電量値Ｓ１８を検出し所要給電量情報Ｓ２１として送信部２０へ与える（ステップ３２６）。所要給電量情報Ｓ２１が与えられた送信部２０は、所要給電量情報Ｓ２１をもとに無線信号Ｓ１２を生成し、送信アンテナを介して送電装置１の受信部１０へ送信する（ステップ３２７）。
【００８５】
送電装置１の受信部１０は、受信アンテナを介して全ての受電装置１１−１〜１１−ｍの送信部２０から送信された無線信号Ｓ１２をそれぞれ受信し、無線信号Ｓ１２をもとに受電装置１１−１〜１１−ｍの所要給電量情報Ｓ９を生成し、周波数・時間決定部８へ与える（ステップ３２８）。周波数・時間決定部８は、受信部１０から与えられた各受電装置１１−１〜１１−ｍについての所要給電量情報Ｓ９を全て記憶する（ステップ３２９）。
【００８６】
最後に、送電装置１の周波数・時間決定部８は、記憶した各受電装置１１−１〜１１−ｍの各周波数セットに対する受電電力情報Ｓ８や各受電装置１１−１〜１１−ｍの所要給電量情報Ｓ９を用いて、上述した手順で「給電実施フェーズ」における給電方法、すなわち、有限個の周波数セット（送電側の発振周波数、共振周波数、受電側の共振周波数、整流周波数の組み合わせ）に対する給電（送電及び受電）タイミング及び時間を決定する（ステップ３３０）。
【００８７】
次に、第１の実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムの「給電実施フェーズ」の動作を、図８のフローチャートを参照しながら説明する。図８では、受電装置１１が１つであるように記載しているが、受電装置１１（１１−１〜１１−ｍ）が複数存在する場合は、全ての受電装置１１−１〜１１−ｍが図８に記載の受電装置と同様に動作する。
【００８８】
「給電実施フェーズ」では、送電装置１の周波数・時間決定部８は、最初に、上述した「給電方法決定フェーズ」で決定した給電方法に従い、制御情報Ｓ２２を生成し給電電力制御部５、発振周波数制御部６及び共振周波数制御部７へ与えると共に、制御情報Ｓ２３を生成し送信部９へ与える（ステップ３５０）。この処理は、決定した給電方法におけるいずれかの周波数セットに対して実行される。制御情報Ｓ２３が与えられた送信部９は、制御情報Ｓ２３をもとに無線信号Ｓ１１を生成し、送信アンテナを介して全ての受電装置１１−１〜１１−ｍの受信部１９へ送信する（ステップ３５１）。
【００８９】
各受電装置１１−１〜１１−ｍの受信部１９はそれぞれ、受信アンテナを介して送電装置１の送信部９から送信された無線信号Ｓ１１を受信し、無線信号Ｓ１１をもとに制御情報Ｓ２８を生成し、共振周波数制御部１６及び整流周波数制御部２１へ与える（ステップ３５２）。
【００９０】
制御情報Ｓ２２が与えられた送電装置１の供給電力制御部５は、制御情報Ｓ２２の中の送電開始のタイミングに従い、電源２の電力供給を開始するための制御信号Ｓ３を生成し、電源２へ与える（ステップ３５３）。制御情報Ｓ２２が与えられた発振周波数制御部６は、制御情報Ｓ６の中の送電開始のタイミングに従い、制御情報Ｓ２２の中の発振周波数の値に発振部３の発振周波数を切り替えるための制御信号Ｓ４を生成し、発振部３へ与える（ステップ３５４）。制御情報Ｓ２２が与えられた共振周波数制御部７は、制御情報Ｓ２２の中の送電開始のタイミングに従い、制御情報Ｓ２２の中の共振周波数の値に共振部４の共振周波数を切り替えるための制御信号Ｓ５を生成し、共振部４へ与える（ステップ３５５）。
【００９１】
各受電装置１１−１〜１１−ｍの制御情報Ｓ２８が与えられた共振周波数制御部１６は、制御情報Ｓ２８の受電開始のタイミングに従い、制御情報Ｓ２８の中の共振周波数の値に共振部１２の共振周波数を切り替えるための制御信号Ｓ１６を生成し、共振部１２へ与える（ステップ３５６）。制御情報Ｓ２８が与えられた整流周波数制御部２１は、制御情報Ｓ２８の中の受電開始のタイミングに従い、制御情報Ｓ２８の中の整流周波数の値に整流部１３の整流周波数を切り替えるための制御信号Ｓ２４を生成し、整流部１３へ与える（ステップ３５７）。
【００９２】
制御信号Ｓ３が与えられた送電装置１の電源２は、所定の電力で電気エネルギーＳ１を発振部３へ供給開始する（ステップ３５８）。制御信号Ｓ４が与えられた発振部３は、有限個の発振周波数候補の中から１つの発振周波数を選択し、電源２から供給された電気エネルギーＳ１を、選択した発振周波数で電磁界又は電気エネルギーＳ２に変換して共振部４へ伝達する（ステップ３５９）。制御信号Ｓ５が与えられた共振部４は、有限個の共振周波数候補の中から１つの共振周波数を選択し、発振部３から受けた電磁界又は電気エネルギーＳ２を、選択した共振周波数で電磁界エネルギーＳ１０に変換して全ての受電装置１１−１〜１１−ｍへ送電する（ステップ３６０）。
【００９３】
各受電装置１１−１〜１１−ｍの制御信号Ｓ１６が与えられた共振部１２は、有限個の共振周波数候補の中から１つの共振周波数を選択し、送電装置１の共振部４から受けた電磁界エネルギーＳ１０を、選択した共振周波数を用いて電磁界又は電気エネルギーＳ１３に変換して整流部１３へ伝達する（ステップ３６１）。制御信号Ｓ２４が与えられた整流部１３は、有限個の整流周波数候補の中から１つの整流周波数を選択し、共振部１２から受けた電磁界又は電気エネルギーＳ１３を、選択した整流周波数を用いて整流し、電気エネルギーＳ１４に変換して蓄電部１４へ供給する（ステップ３６２）。
【００９４】
各受電装置１１−１〜１１−ｍの蓄電部１４は、整流部１３から供給された電気エネルギーＳ１４を蓄電し、接続された負荷１５（１つである必要はない）に電気エネルギーＳ１５を供給する（ステップ３６３）。負荷１５は、蓄電部１４に接続され供給される電気エネルギーＳ１５を消費する（ステップ３６４）。
【００９５】
周波数・時間決定部８は、決定した給電方法で採用した全ての周波数セットでの給電が終了したか否かを判別し、（ステップ３６５）、全ての周波数セットでの給電が終了していない場合には、上述したステップ３５０に戻り、一方、全ての周波数セットでの給電が終了した場合には、「給電実施フェーズ」の動作を終了する。
【００９６】
なお、図６〜図８では、給電の有無に関わらず、負荷１５の電力消費、及びそれに必要な蓄電部１４からの電力供給が行われている場合を示したが、例えば、負荷１５の稼動時間以外に給電を実施する形のように、電力消費と給電が分かれて行われる場合でも、第１の実施形態の技術思想は適用可能である。
【００９７】
また、図６及び図７の「給電方法決定フェーズ」の動作では、受電電力情報Ｓ８を収集した後、所要給電量情報Ｓ９を収集して、「給電実施フェーズ」における給電方法を決定しているが、第１の実施形態の動作はこれに限定されるものではない。例えば、複数の受電装置１１の受電電力の時間的変化が緩やかな場合、受電電力情報Ｓ８の収集を頻繁に実施しない形をとっても良い。
【００９８】
第１の実施形態の動作では、「給電方法決定フェーズ」及び「給電実施フェーズ」を分けて説明したが、上記２つのフェーズを交互に実施しても、同時に実施しても良い。ここでいう「同時」の動作例として、図２から図５に示したような「給電方法決定フェーズ」における受電電力情報Ｓ８を収集する動作時以外、すなわち、所要給電量情報Ｓ９を収集する動作時や給電方法の決定手順を行っているときは、送電装置１の共振部４から電磁界エネルギーＳ１０の送電は可能なので、「給電実施フェーズ」の動作を先行して実施する方法を挙げることができる。但し、この場合、「給電方法決定フェーズ」で決定した給電方法を実施するのは、同時に実施した「給電実施フェーズ」の一つ後の「給電実施フェーズ」となる。他の「同時」の動作例として、「給電方法決定フェーズ」における受電電力情報Ｓ８の収集時間を短くするために、「給電実施フェーズ」の際の給電中に受電電力情報Ｓ８を取得する方法を挙げることができる。
【００９９】
図４及び図５の「給電方法決定フェーズ」給電方法の決定手順における近似解を算出する処理が、所定の「給電方法決定フェーズ」の上限時間を越えてしまった場合、処理を中断し収束途中の近似解の近似解を用いて給電方法を決定するようにしても良い。
【０１００】
（Ａ−３）第１の実施形態の効果
第１の実施形態によれば、位置、周辺構造物の異なる複数の受電装置が存在する場合にも、給電が可能であり、各受電装置に接続された負荷の消費電力を考慮した形で、全ての受電装置へ必要な電力を適切に短時間で伝送することができる。
【０１０１】
（Ｂ）第２の実施形態
次に、本発明によるワイヤレス電力伝送システム、送電装置及び給電制御プログラムの第２の実施形態を、図面を参照しながら説明する。第２の実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムは、第１の実施形態のように送電装置の発振部及び共振部が１個ではなく、複数個で構成されているものである。受電装置は、第１の実施形態と同様なものである。
【０１０２】
（Ｂ−１）第２の実施形態の構成
図９は、第２の実施形態における送電装置の構成を示すブロック図であり、第１の実施形態に係る図１との同一、対応部分には同一、対応符号を付して示している。図９は、送電装置の発信部及び共振部が２個の場合を示しているが、３個以上あっても良い。
【０１０３】
以下、第１の実施形態における送電装置と異なる部分を中心に説明する。
【０１０４】
この第２の実施形態の場合、電源２は、供給電力制御部５から与えられた制御信号Ｓ３に従い所定の電力で電気エネルギーＳ１を発振部３−１又は３−２へ供給する。
【０１０５】
２つの発振部３−１及び３−２はそれぞれ、発振周波数制御部６から与えられた制御信号Ｓ４に従い有限個の発振周波数候補の中から１つの発振周波数を選択し、電源２から供給された電気エネルギーＳ１を、選択した発振周波数で電磁界又は電気エネルギーＳ２に変換して、対応する共振部４−１、４−２へ伝達する。２つの発振部３−１及び３−２は、例えば、有限個の発振周波数候補が異なるもの（なお、オーバーラップしていても良い）、言い換えると、発振周波数の可変範囲が異なるものである。そのため、２つの発振部３−１及び３−２によって、受電電力が低い位置の受電装置や、周辺構造物の影響が大きい受電装置など、多様な受電装置に適した発振周波数をも発振周波数候補に含めることができる。両発振部３−１及び３−２が同時に伝達すると相互に干渉し伝達の効率が劣化する可能性があるため、基本的には同時に伝達することはないようにする。しかし、同時に伝達する場合も、本発明の実施形態となる。
【０１０６】
２つの共振部４−１及び４−２はそれぞれ、共振周波数制御部７から与えられた制御信号Ｓ５に従い有限個の共振周波数候補の中から１つの共振周波数を選択し、発振部３から受けた電磁界又は電気エネルギーＳ２を、選択した共振周波数で電磁界エネルギーＳ１０に変換して全ての受電装置１１−１〜１１−ｍへ送電する。
【０１０７】
例えば、２つの共振部４−１及び４−２は、有限個の共振周波数候補が同様なものであっても良い。送電装置からの距離等、受電装置の位置の違いや、周辺構造物による反射、回折によるフェージングの影響で受電電力が小さくなってしまうことを、異なる位置に配置した複数の共振部を用いることで回避することができる。すなわち、受電装置は、少なくとも一方の共振部からの供給電力を受電できるようにし、受電電力の低下を防止することができる。また、２つの発振部３−１及び３−２の発振周波数候補も、同様なものであっても良い。また例えば、２つの共振部４−１及び４−２は、有限個の共振周波数候補が異なるもの（なお、オーバーラップしていても良い）、言い換えると、共振周波数の可変範囲が異なるものであっても良い。共振部４−１及び４−２が電磁界エネルギーＳ１０の指向性を有するものである場合には、共振部４−１による電磁界エネルギーＳ１０の指向性と、共振部４−２による電磁界エネルギーＳ１０の指向性とが相互に補完するものであっても良い（この場合であれば、共振周波数の可変範囲が同様であっても良い）。そのため、２つの共振部４−１及び４−２によって、受電電力が低い位置の受電装置や、周辺構造物の影響が大きい受電装置など、多様な受電装置に適した共振周波数をも共振周波数候補に含めることができる。両共振部４−１及び４−２が同時に伝達すると相互に干渉し送電の効率が劣化する可能性があるため、基本的には同時に伝達することはないようにする。しかし、同時に伝達する場合も、本発明の実施形態となる。
【０１０８】
供給電力制御部５は、第１の実施形態のものと同様なものである。
【０１０９】
発振周波数制御部６は、周波数・時間決定部８から与えられた制御情報Ｓ６又はＳ２２に従い、２つの発振部３−１及び３−２の中から伝達する発振部の選択と発振周波数を切り替えるための制御信号Ｓ４を生成し、発振部３−１及び３−２へ与えるものである。
【０１１０】
共振周波数制御部７は、周波数・時間決定部８から与えられた制御情報Ｓ６又はＳ２２に従い、２つの共振部４−１及び４−２の中から送電する共振部の選択と共振周波数を切り替えるための制御信号Ｓ５を生成し、共振部４−１及び４−２へ与えるものである。
【０１１１】
周波数・時間決定部８Ａは、概ね第１の実施形態と同様なものである。第１の実施形態と異なる点は、以下の通りである。
【０１１２】
第２の実施形態では、周波数・時間決定部８Ａは、「給電方法決定フェーズ」において、送電装置１Ａ側の有限個の発振部候補、発振周波数候補、共振部候補及び共振周波数候補、並びに、受電装置１１側の共振周波数候補及び整流周波数候補の中から、各々１つ選択した組み合わせ（以降、周波数セット２と呼ぶ）を有限個生成し、「給電実施フェーズ」で適用する周波数セット２の組を決定する（図２〜図５参照）。周波数セット２に発振部候補や共振部候補が含まれている点が、第１の実施形態と異なっている。「給電実施フェーズ」で適用する周波数セット２の組を決定する方法は、第１の実施形態と同様である。但し、発振部３−１及び３−２に係る発振周波数候補が重複していなく、しかも、共振部４−１及び４−２に係る共振周波数候補が重複していない場合であれば、適用する周波数セットを決定する際には、発振部候補及び共振部候補を含まない周波数セットで決定し、決定した発振周波数候補や共振周波数候補に基づいて、利用する発振部及び共振部を定めるようにしても良い。また、周波数・時間決定部８Ａは、「給電実施フェーズ」においては、「給電方法決定フェーズ」で決定した給電方法（使用周波数セット２、給電タイミング、時間）に従い、制御情報Ｓ２２を生成し供給電力制御部５、発振周波数制御部６及び共振周波数制御部７へ与える。
【０１１３】
送信部９及び受信部１０は、第１の実施形態のものと同様なものである。
【０１１４】
複数の受電装置１１−１〜１１−ｍの構成は第１の実施形態と同じである。第１の実施形態で周波数セットを用いていたのが、第２の実施形態では周波数セット２を用いている点が異なるが、この違いは送電装置１Ａの構成が異なるためであるので、受電装置１１−１〜１１−ｍの構成は第１の実施形態と同じである。以下の動作説明において、受電装置１１の構成に言及する際には、図１における符号を用いる。
【０１１５】
なお、図９では、発振部及び共振部の両方が複数存在する場合を示しているが、共振部だけが複数存在しても良く、発振部だけが複数存在しても良い。
【０１１６】
（Ｂ−２）第２の実施形態の動作
次に、第２の実施形態におけるワイヤレス電力伝送システムの動作を説明する。第２の実施形態のワイヤレス電力伝送システムも、「給電方法決定フェーズ」と「給電実施フェーズ」とを繰り返す。
【０１１７】
まず、「給電方法決定フェーズ」の動作を、図１０及び図１１のフローチャートを参照し、第１の実施形態との相違点を明らかにしながら説明する。図１０及び図１１では、受電装置１１が１つであるように記載しているが、受電装置１１（１１−１〜１１−ｍ）が複数存在する場合は、全ての受電装置１１−１〜１１−ｍが図１０及び図１１に記載の受電装置と同様に動作する。また、図１０及び図１１において、第１の実施形態に係る図６及び図７との同一、対応ステップには同一、対応符号を付して示している。
【０１１８】
最初に、送電装置１Ａの周波数・時間決定部８Ａは、送電装置１Ａ側の有限個の発振部候補、発振周波数候補、共振部候補及び共振周波数候補、並びに、受電装置１１側の共振周波数候補及び整流周波数候補の中から、各々１つ選択した周波数セット２を有限個生成する（ステップ３００Ａ）。周波数・時間決定部８Ａは、生成した有限個の周波数セット２の候補の中から順に選択して、制御情報Ｓ６を生成し、供給電力制御部５、発振周波数制御部６及び共振周波数制御部７へ与えると同時に、制御情報Ｓ７を生成し送信部９へ与える（ステップ３０１−２、３０２）。制御情報Ｓ７が与えられた送信部９は、制御情報Ｓ７をもとに無線信号Ｓ１１を生成し、送信アンテナを介して全ての受電装置１１−１〜１１−ｍの受信部１９へ送信する（ステップ３０３）。
【０１１９】
各受電装置１１−１〜１１−ｍの受信部１９は、受信アンテナを介して、送電装置１Ａの送信部９から送信された無線信号Ｓ１１を受信し、無線信号Ｓ１１に基づいて、制御情報Ｓ１９、並びに制御情報Ｓ２６を生成し、それぞれ、共振周波数制御部１６及び整流周波数制御部２１、並びに、受信電力検出部１７へ与える（ステップ３０４）。
【０１２０】
制御情報Ｓ６が与えられた送電装置１Ａの供給電力制御部５は、制御情報Ｓ６の中の送電開始のタイミングに従い、電源２の電力供給を開始するための制御信号Ｓ３を生成し、電源２へ与える（ステップ３０５）。制御情報Ｓ６が与えられた発振周波数制御部６は、制御情報Ｓ６の中の送電開始のタイミングに従い、制御情報Ｓ６の中の発振部の選択の値及び発振周波数の値に発振部３−１又は３−２の発振周波数を切り替えるための制御信号Ｓ４を生成し、発振部３−１及び３−２へ与える（ステップ３０６Ａ）。制御情報Ｓ６が与えられた共振周波数制御部７は、制御情報Ｓ６の中の送電開始のタイミングに従い、制御情報Ｓ６の中の共振部の選択の値及び共振周波数の値に共振部４−１又は４−２の共振周波数を切り替えるための制御信号Ｓ５を生成し、共振部４−１及び４−２へ与える（ステップ３０７Ａ）。
【０１２１】
制御情報Ｓ１９が与えられた各受電装置１１−１〜１１−ｍの共振周波数制御部１６は、制御情報Ｓ１９の受電開始のタイミングに従い、制御情報Ｓ１９の中の共振周波数の値に共振部１２の共振周波数を切り替えるための制御信号Ｓ１６を生成し、共振部１２へ与える（ステップ３０８）。制御情報Ｓ１９が与えられた整流周波数制御部２１は、制御情報Ｓ１９の中の受電開始のタイミングに従い、制御情報Ｓ１９の中の整流周波数の値に整流部１３の整流周波数を切り替えるための制御信号Ｓ２４を生成し、整流部１３へ与える（ステップ３０９）。
【０１２２】
制御信号Ｓ３が与えられた送電装置１Ａの電源２は、所定の電力で電気エネルギーＳ１を発振部３へ供給開始する（ステップ３１０）。制御信号Ｓ４が与えられた発振部３−１又は３−２は、有限個の発振周波数候補の中から１つの発振周波数を選択し、電源２から供給された電気エネルギーＳ１を、選択した発振周波数で電磁界又は電気エネルギーＳ２に変換して、それぞれ共振部４−１又は４−２へ伝達する（ステップ３１１Ａ）。制御信号Ｓ５が与えられた共振部４−１又は４−２は、有限個の共振周波数候補の中から１つの共振周波数を選択し、それぞれ発振部３−１又は３−２から受けた電磁界又は電気エネルギーＳ２を、選択した共振周波数で電磁界エネルギーＳ１０に変換して全ての受電装置１１−１〜１１−ｍへ送電する（ステップ３１２Ａ）。
【０１２３】
制御信号Ｓ１６が与えられた各受電装置１１−１〜１１−ｍの共振部１２は、有限個の共振周波数候補の中から１つの共振周波数を選択し、送電装置１Ａの共振部４から受けた電磁界エネルギーＳ１０を、選択した共振周波数を用いて電磁界又は電気エネルギーＳ１３に変換して整流部１３へ伝達する（ステップ３１３）。制御信号Ｓ２４が与えられた整流部１３は、有限個の整流周波数候補の中から１つの整流周波数を選択し、共振部１２から受けた電磁界又は電気エネルギーＳ１３を、選択した整流周波数を用いて整流し、電気エネルギーＳ１４に変換して蓄電部１４へ供給する（ステップ３１４）。また、整流部１３は、受電時の受電電力の値を受電電力値Ｓ１７として受電電力検出部１７へ与える（ステップ３１５）。
【０１２４】
制御情報Ｓ２６（ステップ３０４参照）が与えられた受電電力検出部１７は、制御情報Ｓ２６の中の受電開始タイミング及び時間をもとに適当なタイミングで、整流部１３から与えられた受電電力値Ｓ１７を検出し、受電電力情報Ｓ２０として送信部２０へ与える（ステップ３１６）。送信部２０は、受電電力検出部１７から与えられた受電電力情報Ｓ２０をもとに無線信号Ｓ１２を生成し、送信アンテナを介して送電装置１Ａの受信部１０へ送信する（ステップ３１７）。
【０１２５】
送電装置１Ａの受信部１０は、受信アンテナを介して複数の受電装置１１−１〜１１−ｍの送信部２０から送信された無線信号Ｓ１２を受信し、無線信号Ｓ１２をもとに各受電装置１１−１〜１１−ｍの受電電力情報Ｓ８を生成し、周波数・時間決定部８Ａへ与える（ステップ３１８）。周波数・時間決定部８Ａは、受信部１０から与えられた各受電装置１１−１〜１１−ｍについての受電電力情報Ｓ８を、選択した周波数セット２と共に記憶する（ステップ３１９Ａ）。
【０１２６】
各受電装置１１−１〜１１−ｍの蓄電部１４はそれぞれ、整流部１３から供給された電気エネルギーＳ１４を蓄電し、接続された負荷１５（１つである必要はない）に電気エネルギーＳ１５を供給する（ステップ３２０）。負荷１５は、蓄電部１４に接続され、供給される電気エネルギーＳ１５を消費する（ステップ３２１）。また、蓄電部１４は、蓄電量、未蓄電量（完全に蓄電した場合の蓄電量と蓄電量との差）、負荷１５の消費電力量等をもとに所要給電量を決定し、所要給電量値Ｓ１８として所要給電量検出部１８へ与える（ステップ３２２）。
【０１２７】
送電装置１Ａの周波数・時間決定部８Ａは、全ての周波数セット２の候補に対する全ての受電装置１１−１〜１１−ｍからの受電電力情報Ｓ８を記憶したら、全ての受電装置１１−１〜１１−ｍへの所要給電量情報要求に関する制御情報Ｓ２５を生成し送信部９へ与える（ステップ３２３Ａ）。制御情報Ｓ２５が与えられた送信部９は、制御情報Ｓ２５をもとに無線信号Ｓ１１を生成し、送信アンテナを介して全ての受電装置１１−１〜１１−ｍの受信部１９へ送信する（ステップ３２４）。
【０１２８】
各受電装置１１−１〜１１−ｍの受信部１９は、受信アンテナを介して送電装置１Ａの送信部９から送信された無線信号Ｓ１１を受信し、無線信号Ｓ１１をもとに制御情報Ｓ２７を生成し、所要給電量検出部１８へ与える（ステップ３２５）。このとき、所要給電量検出部１８は、蓄電部１４から与えられた所要給電量値Ｓ１８を検出し所要給電量情報Ｓ２１として送信部２０へ与える（ステップ３２６）。所要給電量情報Ｓ２１が与えられた送信部２０は、所要給電量情報Ｓ２１をもとに無線信号Ｓ１２を生成し、送信アンテナを介して送電装置１Ａの受信部１０へ送信する（ステップ３２７）。
【０１２９】
送電装置１Ａの受信部１０は、受信アンテナを介して全ての受電装置１１−１〜１１−ｍの送信部２０から送信された無線信号Ｓ１２をそれぞれ受信し、無線信号Ｓ１２をもとに受電装置１１−１〜１１−ｍの所要給電量情報Ｓ９を生成し、周波数・時間決定部８Ａへ与える（ステップ３２８）。周波数・時間決定部８Ａは、受信部１０から与えられた各受電装置１１−１〜１１−ｍについての所要給電量情報Ｓ９を全て記憶する（ステップ３２９）。
【０１３０】
最後に、送電装置１Ａの周波数・時間決定部８Ａは、記憶した各受電装置１１−１〜１１−ｍの各周波数セット２に対する受電電力情報Ｓ８や各受電装置１１−１〜１１−ｍの所要給電量情報Ｓ９を用いて、上述した手順（但し、周波数セットは周波数セット２に置き換え）で「給電実施フェーズ」における給電方法、すなわち、有限個の周波数セット２（送電側の発振部、発振周波数、共振部、共振周波数、受電側の共振周波数、整流周波数の組み合わせ）に対する給電（送電及び受電）タイミング及び時間を決定する（ステップ３３０Ａ）。
【０１３１】
次に、第２の実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムの「給電実施フェーズ」の動作を、図１２のフローチャートを参照しながら説明する。図１２では、受電装置１１が１つであるように記載しているが、受電装置１１（１１−１〜１１−ｍ）が複数存在する場合は、全ての受電装置１１−１〜１１−ｍが図１２に記載の受電装置と同様に動作する。また、図１２において、第２の実施形態に係る図８との同一、対応ステップには同一、対応符号を付して示している。
【０１３２】
「給電実施フェーズ」では、送電装置１Ａの周波数・時間決定部８Ａは、最初に、上述した「給電方法決定フェーズ」で決定した給電方法に従い、制御情報Ｓ２２を生成し給電電力制御部５、発振周波数制御部６及び共振周波数制御部７へ与えると共に、制御情報Ｓ２３を生成し送信部９へ与える（ステップ３５０）。制御情報Ｓ２３が与えられた送信部９は、制御情報Ｓ２３をもとに無線信号Ｓ１１を生成し、送信アンテナを介して全ての受電装置１１−１〜１１−ｍの受信部１９へ送信する（ステップ３５１）。
【０１３３】
各受電装置１１−１〜１１−ｍの受信部１９はそれぞれ、受信アンテナを介して送電装置１Ａの送信部９から送信された無線信号Ｓ１１を受信し、無線信号Ｓ１１をもとに制御情報Ｓ２８を生成し、共振周波数制御部１６及び整流周波数制御部２１へ与える（ステップ３５２）。
【０１３４】
制御情報Ｓ２２が与えられた送電装置１Ａの供給電力制御部５は、制御情報Ｓ２２の中の送電開始のタイミングに従い、電源２の電力供給を開始するための制御信号Ｓ３を生成し、電源２へ与える（ステップ３５３）。制御情報Ｓ２２が与えられた発振周波数制御部６は、制御情報Ｓ６の中の送電開始のタイミングに従い、制御情報Ｓ２２の中の発振部の選択の値及び発振周波数の値に発振部３−１又は３−２の発振周波数を切り替えるための制御信号Ｓ４を生成し、発振部３−１及び３−２へ与える（ステップ３５４Ａ）。制御情報Ｓ２２が与えられた共振周波数制御部７は、制御情報Ｓ２２の中の送電開始のタイミングに従い、制御情報Ｓ２２の中の共振部の選択の値及び共振周波数の値に共振部４−１又は４−２の共振周波数を切り替えるための制御信号Ｓ５を生成し、共振部４−１及び４−２へ与える（ステップ３５５Ａ）。
【０１３５】
各受電装置１１−１〜１１−ｍの制御情報Ｓ２８が与えられた共振周波数制御部１６は、制御情報Ｓ２８の受電開始のタイミングに従い、制御情報Ｓ２８の中の共振周波数の値に共振部１２の共振周波数を切り替えるための制御信号Ｓ１６を生成し、共振部１２へ与える（ステップ３５６）。制御情報Ｓ２８が与えられた整流周波数制御部２１は、制御情報Ｓ２８の中の受電開始のタイミングに従い、制御情報Ｓ２８の中の整流周波数の値に整流部１３の整流周波数を切り替えるための制御信号Ｓ２４を生成し、整流部１３へ与える（ステップ３５７）。
【０１３６】
制御信号Ｓ３が与えられた送電装置１Ａの電源２は、所定の電力で電気エネルギーＳ１を発振部３−１又は３−２へ供給開始する（ステップ３５８Ａ）。制御信号Ｓ４が与えられた発振部３−１又は３−２は、有限個の発振周波数候補の中から１つの発振周波数を選択し、電源２から供給された電気エネルギーＳ１を、選択した発振周波数で電磁界又は電気エネルギーＳ２に変換して、対応する共振部４−１又は４−２へ伝達する（ステップ３５９Ａ）。制御信号Ｓ５が与えられた共振部４−１又は４−２は、有限個の共振周波数候補の中から１つの共振周波数を選択し、対応する発振部３−１又は３−２から受けた電磁界又は電気エネルギーＳ２を、選択した共振周波数で電磁界エネルギーＳ１０に変換して全ての受電装置１１−１〜１１−ｍへ送電する（ステップ３６０Ａ）。
【０１３７】
各受電装置１１−１〜１１−ｍの制御信号Ｓ１６が与えられた共振部１２は、有限個の共振周波数候補の中から１つの共振周波数を選択し、送電装置１Ａの共振部４から受けた電磁界エネルギーＳ１０を、選択した共振周波数を用いて電磁界又は電気エネルギーＳ１３に変換して整流部１３へ伝達する（ステップ３６１）。制御信号Ｓ２４が与えられた整流部１３は、有限個の整流周波数候補の中から１つの整流周波数を選択し、共振部１２から受けた電磁界又は電気エネルギーＳ１３を、選択した整流周波数を用いて整流し、電気エネルギーＳ１４に変換して蓄電部１４へ供給する（ステップ３６２）。
【０１３８】
各受電装置１１−１〜１１−ｍの蓄電部１４は、整流部１３から供給された電気エネルギーＳ１４を蓄電し、接続された負荷１５（１つである必要はない）に電気エネルギーＳ１５を供給する（ステップ３６３）。負荷１５は、蓄電部１４に接続され供給される電気エネルギーＳ１５を消費する（ステップ３６４）。
【０１３９】
周波数・時間決定部８は、決定した給電方法で採用した全での周波数セット２での給電が終了したか否かを判別し、（ステップ３６５Ａ）、全ての周波数セット２での給電が終了していない場合には、上述したステップ３５０に戻り、一方、全ての周波数セット２での給電が終了した場合には、「給電実施フェーズ」の動作を終了する。
【０１４０】
（Ｂ−３）第２の実施形態の効果
第２の実施形態によれば、発振部及び共振部のうち、少なくとも共振部を複数設け、複数有する部分の選択情報をも含む適当な周波数セット２を選択することにより、第１の実施形態のシステムで、受電電力が低い位置の受電装置や、周辺構造物による反射、回折などの伝搬環境の変動の影響を受ける受電装置などがあったとしても、そのような受電装置の受電電力を向上でき、より高い伝送効率の電力伝送が可能となる。
【０１４１】
（Ｃ）第３の実施形態
次に、本発明によるワイヤレス電力伝送システム、送電装置及び給電制御プログラムの第３の実施形態を、図面を参照しながら説明する。第３の実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムは、第１の実施形態及び第２の実施形態のように所定の供給電力による一定の送電電力による給電ではなく、送電電力を制御し得るものである。受電装置は、第１の実施形態と同様なものである。
【０１４２】
（Ｃ−１）第３の実施形態の構成
図１３は、第３の実施形態における送電装置の構成を示すブロック図であり、第１の実施形態に係る図１との同一、対応部分には同一、対応符号を付して示している。図１３は、第１の実施形態から変更した場合を示しているが、第２の実施形態から変更するようにしても良い。
【０１４３】
以下、第１の実施形態における送電装置と異なる部分を中心に説明する。
【０１４４】
第３の実施形態の場合、電源２Ｂは、供給電力制御部５から与えられた制御信号Ｓ３Ｂに従い、調整した供給電力の値で電気エネルギーＳ１を発振部３へ供給するものである。
【０１４５】
ここでは、電源２Ｂの供給電力を調整することで送電電力を制御するが、第３の実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、パワーアンプのように、発振部３からの電磁界又はエネルギーＳ２を調整する機能を追加することで送電電力を制御するようにしても良い。
【０１４６】
発振部３及び共振部４は、第１の実施形態のものと同様なものである。
【０１４７】
供給電力制御部５Ｂは、周波数・時間決定部８Ｂから与えられた制御情報Ｓ６Ｂ又はＳ２２Ｂに従い、調整された供給電力の値で電源２Ｂが電力供給の開始／終了をするための制御信号Ｓ３を生成し、電源２Ｂへ与えるものである。
【０１４８】
発振周波数制御部６及び共振周波数制御部７は、第１の実施形態のものと同様なものである。
【０１４９】
第３の実施形態の周波数・時間決定部８Ｂも、供給電力制御部５、発振周波数制御部６及び共振周波数制御部７へ与える制御情報Ｓ６Ｂを生成するが、制御情報Ｓ６Ｂが、「給電方法決定フェーズ」において選択した周波数セットに従い送電装置１Ｂが送電を行うタイミング、時間、供給電力、発振周波数及び共振周波数に関する情報である点は、第１の実施形態と異なっている。制御情報Ｓ６Ｂには、供給電力も含まれている。但し、各受電装置１１−１〜１１−ｍの各周波数セットにおける受電電力の値を収集する「給電方法決定フェーズ」においては、送電電力の値を一定とするため、供給電力は固定値Ｐｃである。
【０１５０】
周波数・時間決定部８Ｂは、「給電実施フェーズ」において、「給電方法決定フェーズ」で決定した給電方法（使用周波数セット、給電タイミング、時間、供給電力）に従い、制御情報Ｓ２２Ｂを生成し、供給電力制御部５Ｂ、発振周波数制御部６及び共振周波数制御部７へ与えるが、制御情報Ｓ２２Ｂに、供給電力が含まれている点が第１の実施形態と異なっている。すなわち、制御情報Ｓ２２Ｂは、「給電実施フェーズ」で使用する各周波数セットに従い送電装置１Ｂが送電を行うタイミング、時間、供給電力、発振周波数及び共振周波数に関する情報である。
【０１５１】
送信部９及び受信部１０は、第１の実施形態のものと同様なものである。
【０１５２】
複数の受電装置１１−１〜１１−ｍの構成は第１の実施形態と同じである。第３の実施形態は、第１の実施形態に送電電力制御の機能を追加したものであるが、この違いは送電装置１Ｂの構成にだけ表れ、受電装置１１−１〜１１−ｍの構成は第１の実施形態と同じである。以下の動作説明において、受電装置１１の構成に言及する際には、図１における符号を用いる。
【０１５３】
次に、周波数・時間決定部８Ｂの「給電方法決定フェーズ」の際に決定する「給電実施フェーズ」における給電方法、すなわち、有限個の周波数セット（送電側の発振周波数、共振周波数、受電側の共振周波数、整流周波数の組み合わせ）に対する給電（送電及び受電）タイミング及び時間、並びに、供給電力の決定手順を説明する。
【０１５４】
図１４は、第３の実施形態における「給電実施フェーズ」の給電方法の決定手順を示すフローチャートであり、第１の実施形態に係る図２と同一、対応ステップには同一符号を付して示している。
【０１５５】
周波数・時間決定部８Ｂは、まず、所要給電量情報Ｓ９及び供給電力が固定値Ｐｃのときの受電電力情報Ｓ８から、それぞれ所要給電量Ｐ（ｉ）及び受電電力Ｒ（ｉ，ｊ）を決定し（ステップ１００）、次に、（１）式を満足し、かつ、総給電時間ΣＴ（ｊ）が最小となる給電時間Ｔ（ｊ）を算出する（ステップ１０１）。給電時間Ｔ（ｊ）の算出方法は、第１の実施形態で説明した方法と同じである。ステップ１１０及び１１１が、第１の実施形態に追加されている。
【０１５６】
周波数・時間決定部８Ｂは、算出した給電時間Ｔ（ｊ）の和である総給電時間ΣＴ（ｊ）と、給電時間の和の上限値として設定された値Ｔ＿ｔｏｔ＿ｍａｘから、調整供給電力値Ｐｍ（＝ΣＴ（ｊ）／Ｔ＿ｔｏｔ＿ｍａｘ）を算出する（ステップ１１０）。次に、給電電力Ｔ（ｊ）を調整供給電力値Ｐｍで割った値Ｔ（ｊ）／Ｐｍを算出し、算出値Ｔ（ｊ）／Ｐｍに給電時間Ｔ（ｊ）を置き換える（ステップ１１１）。
【０１５７】
最後に、周波数・時間決定部８Ｂは、各周波数セットに対する給電タイミングを、算出した給電時間に従って給電期間が重ならないように順次決定する（ステップ１０２）。
【０１５８】
以上の処理を行うことで、最初に算出した給電時間の和が、上限値Ｔ＿ｔｏｔ＿ｍａｘより大きい場合、供給電力、すなわち送電電力を増加させることで給電時間の和を上限値Ｔ＿ｔｏｔ＿ｍａｘまで減らすことが可能となり、上限値Ｔ＿ｔｏｔ＿ｍａｘより小さい場合、給電時間の和を伸ばすことで供給電力、すなわち送電電力を減少させることが可能となる。
【０１５９】
（Ｃ−２）第３の実施形態の動作
次に、第３の実施形態におけるワイヤレス電力伝送システムの動作を説明する。第３の実施形態のワイヤレス電力伝送システムも、「給電方法決定フェーズ」と「給電実施フェーズ」とを繰り返す。多くの動作に関する説明が第１の実施形態と共通するため、以下では異なる部分だけを説明する。
【０１６０】
まず、第３の実施形態における「給電方法決定フェーズ」の動作を説明する。多くの動作ステップが第１の実施形態と共通するため、第１の実施形態の説明で用いた図６及び図７を参照して、第３の実施形態における「給電方法決定フェーズ」の動作を説明する。
【０１６１】
ステップ３００及び３０１は、第１の実施形態と同様である。
【０１６２】
第３の実施形態においては、ステップ３０２が第１の実施形態から異なっている。周波数・時間決定部８Ｂは、生成した有限個の周波数セットの候補の中から順に選択して、「供給電力Ｐｃの情報を加えて」制御情報Ｓ６Ｂを生成し供給電力制御部５、発振周波数制御部６及び共振周波数制御部７へ与える。
【０１６３】
その後に行うステップ３０３は、第１の実施形態と同様である。受電装置１１−１〜１１−ｍにおけるステップ３０４は、第１の実施形態と同様である。
【０１６４】
第３の実施形態においては、ステップ３０５が第１の実施形態から異なっている。制御情報Ｓ６Ｂが与えられた供給電力制御部５は、制御情報Ｓ６Ｂの中の送電開始のタイミングに従い、電源２Ｂが供給電力は固定値Ｐｃで電力供給を開始するための制御信号Ｓ３Ｂを生成し、電源２Ｂへ与える。
【０１６５】
ステップ３０６及び３０７は、第１の実施形態と同様である。受電装置１１−１〜１１−ｍが行うステップ３０８及び３０９も、第１の実施形態と同様である。
【０１６６】
第３の実施形態においては、ステップ３１０が第１の実施形態から異なっている。制御信号Ｓ３Ｂが与えられた電源２Ｂは、供給電力Ｐｃで電気エネルギーＳ１を発振部３へ供給開始する。
【０１６７】
ステップ３１１及び３１２は、第１の実施形態と同様である。受電装置１１−１〜１１−ｍが行うステップ３１３〜３１７は、第１の実施形態と同様である。ステップ３１８及び３１９は、第１の実施形態と同様である。受電装置１１−１〜１１−ｍが行うステップ３２０〜３２１は、第１の実施形態と同様である。ステップ３２３及び３２４は、第１の実施形態と同様である。受電装置１１−１〜１１−ｍが行うステップ３２５〜３２７は、第１の実施形態と同様である。ステップ３２８及び３２９は、第１の実施形態と同様である。
【０１６８】
第３の実施形態においては、ステップ３３０が第１の実施形態から異なっている。周波数・時間決定部８Ｂは、記憶した全ての受電装置１１−１〜１１−ｍの各周波数セットに対する受電電力情報Ｓ８及び所要給電量情報Ｓ９、並びに、供給電力Ｐｃを用いて、上述した手順で「給電実施フェーズ」における給電方法、すなわち、有限個の周波数セット（送電側の発振周波数、共振周波数、受電側の共振周波数、整流周波数の組み合わせ）に対する給電（送電及び受電）タイミング及び時間、並びに、調整された供給電力Ｐｍを決定する。
【０１６９】
次に、第３の実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムの「給電実施フェーズ」の動作を説明する。多くの動作ステップが第１の実施形態と共通するため、第１の実施形態の説明で用いた図８を参照して、第３の実施形態における「給電実施フェーズ」の動作を説明する。
【０１７０】
第３の実施形態においては、ステップ３５０が第１の実施形態から異なっている。周波数・時間決定部８Ｂは、「給電方法決定フェーズ」で決定した給電方法（周波数セット、供給電力Ｐｍ）に従い、制御情報Ｓ２２Ｂを生成し給電電力制御部５Ｂ、発振周波数制御部６及び共振周波数制御部７へ与えると共に、制御情報Ｓ２３を生成し送信部９へ与える。
【０１７１】
ステップ３５１は、第１の実施形態と同様である。受電装置１１−１〜１１−ｍが行うステップ３５２は、第１の実施形態と同様である。
【０１７２】
第３の実施形態においては、ステップ３５３が第１の実施形態から異なっている。制御情報Ｓ２２Ｂが与えられた供給電力制御部５Ｂは、制御情報Ｓ２２Ｂの中の送電開始のタイミングに従い、供給電力Ｐｍで電源２Ｂが電力供給を開始するための制御信号Ｓ３Ｂを生成し、電源２Ｂへ与える。
【０１７３】
ステップ３５４及び３５５は、第１の実施形態と同様である。受電装置１１−１〜１１−ｍが行うステップ３５６及び３５７は、第１の実施形態と同様である。
【０１７４】
第３の実施形態においては、ステップ３５８が第１の実施形態から異なっている。制御信号Ｓ３Ｂが与えられた電源２Ｂは、供給電力Ｐｍで電気エネルギーＳ１を発振部３へ供給開始する。
【０１７５】
ステップ３５９及び３６０は、第１の実施形態と同様である。受電装置１１−１〜１１−ｍが行うステップ３６１〜３６４は、第１の実施形態と同様である。ステップ３６５は、第１の実施形態と同様である。
【０１７６】
（Ｃ−３）第３の実施形態の効果
第３の実施形態によれば、送電電力（供給電力）を大きくすることで、給電時間を短くすることが可能となり、所定の給電時間内で給電が完了しない状況が発生することを防止することができる。また、第３の実施形態によれば、給電時間を必要以上に短くせずに、送電電力を小さくすることで、他の機器、システムへの干渉を抑制することが可能となる。
【０１７７】
（Ｄ）他の実施形態
上記各実施形態の説明においても、種々変形実施形態に言及したが、さらに、以下に例示するような変形実施形態を挙げることができる。
【０１７８】
上記各実施形態では、受電装置の数が一定であるものを示したが、受電装置の数が時間と共に変化する場合でも、本発明の技術思想を適用することができる。例えば、「給電方法決定フェーズ」及び「給電実施フェーズ」に加えて、送電装置と複数の受電装置との通信リンクを確立する「通信リンク確立フェーズ」を追加し、受電装置の個数の時間的変化を送電装置が把握した上で、上述したいずれかの実施形態に処理を適用するようにしても良い。送電装置と複数の受電装置はいずれも、送信部及び受信部を有するので「通信リンク確立フェーズ」の通信を容易に実行することができる。
【０１７９】
ここで、受電装置の数が変化する場合において、「給電実施フェーズ」で給電される受電装置の上限数を設けるようにしても良い。給電を希望する受電装置数が上限数を超えている場合には、所要給電量が多い方から、上限数の受電装置を給電対象とし、給電対象外の受電装置には所定時間だけスリープ状態になることを指示するようにしても良い。
【０１８０】
上記各実施形態の図面においては、受電装置の各構成要素が近接して配備されているように示しているが、受電装置の一部の要素が、他の要素から離間して設けられていても良い。例えば、受電装置の共振部と送電装置の共振部との距離が所定距離以内になるように、受電装置の共振部が、他の構成要素から離れた位置に設けられたものであっても良い。
【０１８１】
また、上記各実施形態の図面においては、送電装置の各構成要素が近接して配備されているように示しているが、送電装置の一部の要素が、他の要素から離間して設けられていても良い。例えば、給電に直接は関係しない周波数・時間決定部８、送信部９及び受信部１０を、他の要素から離れた位置に設けるようにしても良い。
【０１８２】
さらに、上記各実施形態においては、送電装置及び受電装置間の通信は無線で行うものを示したが、有線で行うものであっても良い。また、無線で行う場合も、送電装置及び受電装置間の直接的な通信に限定されない。例えば、携帯電話網を利用するような通信であっても良い。
【０１８３】
上記各実施形態は、受電装置が複数台の場合に特に有効なものであるが、受電装置の数は複数台に限定されるものではない。
【０１８４】
上記各実施形態の説明では、受電装置を有する装置の用途に言及しなかったが、受電装置を有する装置の用途としては、非特許文献１に記載のいずれの用途にも適用可能であり、さらに、ワイヤレス電力伝送を欲する装置であれば、本発明の技術思想を広く適用することができる。
【符号の説明】
【０１８５】
１、１Ａ、１Ｂ…送電装置、２、２Ｂ…電源、３、３−１、３−２…発振部、４、４−１、４−２…共振部、５、５Ｂ…供給電力制御部、６…発振周波数制御部、７…共振周波数制御部、８、８Ａ、８Ｂ…周波数・時間決定部、９…送信部、１０…受信部、
１１−１〜１１−ｍ…受電装置、１２…共振部、１３…整流部、１４…蓄電部、１５…負荷、１６…共振周波数制御部、１７…受電電力検出部、１８…所要給電量検出部、１９…受信部、２０…送信部、２１…整流周波数制御部。
【図１】
0005691724.tif 000006
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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